KR20240017865A - Assay for quantitative assessment of mRNA capping efficiency - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 mRNA 전사체를 포함하는 시험관 내 전사 반응 혼합물로부터의 샘플에서 캡핑 효율을 정량화하는 방법으로서, mRNA 전사체를 mRNA 전사체의 5' 비번역 영역내 뉴클레오티드의 서열에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 뉴클레아제(예를 들어, RNAse H) 소화를 사용하여 mRNA 전사체의 처음 5개, 6개, 또는 7개의 뉴클레오티드를 방출하기 위해 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드의 서열 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 단계를 특징으로 한다.The present invention provides a method for quantifying capping efficiency in a sample from an in vitro transcription reaction mixture comprising a plurality of mRNA transcripts, wherein the mRNA transcript is coupled to an oligonucleotide complementary to the sequence of nucleotides in the 5' untranslated region of the mRNA transcript. between the oligonucleotide and the sequence of nucleotides of the mRNA transcript to release the first five, six, or seven nucleotides of the mRNA transcript using nuclease (e.g., RNAse H) digestion. It is characterized by the step of forming an mRNA:DNA hybrid.

Description

MRNA 캡핑 효율의 정량적 평가를 위한 분석Assay for quantitative assessment of mRNA capping efficiency

관련 출원에 대한 상호 참조Cross-reference to related applications

본 출원은 그 개시내용이 본원에 포함되는, 2021년 6월 4일자로 출원된 미국 가출원 제63/197,106호에 대한 우선권의 이익을 주장한다.This application claims the benefit of priority to U.S. Provisional Application No. 63/197,106, filed June 4, 2021, the disclosure of which is incorporated herein.

서열 목록의 참조에 의한 통합Incorporation by reference of sequence listing

본 명세서는 서열 목록(텍스트 파일명 MRT-2241WO-Sequence Listing으로 전자적으로 제출됨)을 참조한다. 텍스트 파일은 2022년 6월 1일에 작성되었으며, 파일 크기는 13,515바이트이다. 서열 목록의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.Reference is made herein to the Sequence Listing (submitted electronically in the text file name MRT-2241WO-Sequence Listing). The text file was created on June 1, 2022, and the file size is 13,515 bytes. The entire contents of the Sequence Listing are incorporated herein by reference.

메신저 RNA("mRNA") 치료법은 다양한 질환을 치료하는 데 점점 더 중요한 접근 방식이 되고 있다. mRNA 치료법은 환자에게 mRNA를 효과적으로 전달하고 환자 신체내에서 mRNA에 의해 암호화된 단백질을 효율적으로 생성하는 것이 필요하다.Messenger RNA (“mRNA”) therapy is becoming an increasingly important approach to treating a variety of diseases. mRNA therapy requires effective delivery of mRNA to the patient and efficient production of the protein encoded by the mRNA within the patient's body.

치료법에 사용되는 mRNA는 전형적으로 시험관 내 전사(IVT)에 의해 생성된다. 메틸화된 5' 캡 구조를 갖는 mRNA만이 생체 내에서 효율적으로 번역되지만, IVT에 의해 캡핑된 mRNA를 생성하는 메카니즘은 불완전하다. 따라서, 캡핑 효율의 정확한 특성화는 치료 적용을 위한 mRNA의 품질을 결정하는 데 특히 중요하다.The mRNA used in therapy is typically produced by in vitro transcription (IVT). Although only mRNAs with a methylated 5' cap structure are translated efficiently in vivo , the mechanism for generating capped mRNAs by IVT is incomplete. Therefore, accurate characterization of capping efficiency is particularly important for determining the quality of mRNA for therapeutic applications.

IVT 공정은 공동-전사적으로 추가되는 캡 유사체를 포함할 수 있다. 대안적으로, IVT 반응이 완료된 후, 전사후 효소적으로 5' 캡 구조가 추가될 수 있다.The IVT process may involve cap analogs being added co-transcriptionally. Alternatively, after the IVT reaction is complete, the 5' cap structure can be added enzymatically post-transcriptionally.

공동-전사 캡핑 동안, 역전방지 캡 유사체(ARCA)가 IVT 반응 혼합물에 포함된다. 생성된 mRNA 전사체에는 메틸화된 캡 0 구조가 포함되어 있으며, 이는 캡(Cap) 1 구조를 형성하기 위해 추가로 메틸화되어야 한다. 캡 1 구조는 전형적으로 생체 내에서 캡핑된 mRNA의 효과적인 번역을 위해 필요하다. IVT 반응 혼합물에 2´-O-메틸트랜스퍼라제를 포함시킴으로써 메틸화가 수행될 수 있다. 공동-전사 캡핑에 적용되는 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플은 뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 캡 0 또는 캡 1을 포함하는 mRNA 전사체, 및/또는 캡 구조가 결여된 mRNA 전사체를 포함할 수 있다. 5' 캡 구조가 없고 각각 캡 0 및 캡 1 구조를 갖는 mRNA 전사체는 도 1에 도시되어 있다. ARCA 캡 유사체가 사용된 경우, 캡 0 및 캡 1 구조는 리보스 고리의 2' 또는 3' OH 기 중 하나에 m7G의 메틸화를 추가로 포함할 수 있다.During co-transcriptional capping, an anti-reversal cap analog (ARCA) is included in the IVT reaction mixture. The resulting mRNA transcript contains a methylated Cap 0 structure, which must be further methylated to form the Cap 1 structure. The Cap 1 structure is typically required for efficient translation of capped mRNA in vivo . Methylation can be performed by including 2'-O-methyltransferase in the IVT reaction mixture. The mRNA sample from the IVT reaction mixture subjected to co-transcriptional capping consists of mRNA transcripts containing Cap 0 or Cap 1 at the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence, and/or mRNA transcripts lacking the cap structure. It can be included. The mRNA transcripts without the 5' cap structure and with cap 0 and cap 1 structures, respectively, are shown in Figure 1. If ARCA cap analogs are used, the cap 0 and cap 1 structures may additionally include methylation of m 7 G on either the 2' or 3' OH group of the ribose ring.

효소적 전사후 캡핑은 3개의 합성 단계를 포함한다. 제1 단계에서, 구아닐일트랜스퍼라제는 GTP를 기질로 사용하여, 시험관 내 전사된 mRNA의 5' 말단에 구아닌(캡 G)을 추가한다. 제2 단계에서, 구아닌 메틸트랜스퍼라제는 메틸 기를 추가하여 캡 0 구조를 형성한다. 제3 단계에서, 2´-O-메틸트랜스퍼라제는 두번째 메틸 기를 추가하여 캡 1 구조를 형성한다. 이 과정은 도 2에 도시되어 있다. 효소적 전사후 캡핑에 적용되는 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플은 뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 다수의 서로 다른 캡 구조 중 하나를 포함하는 mRNA 전사체, 및/또는 캡 구조가 결여된 mRNA 전사체를 포함할 수 있다.Enzymatic post-transcriptional capping involves three synthetic steps. In the first step, guanylyltransferase adds guanine (cap G) to the 5' end of in vitro transcribed mRNA, using GTP as a substrate. In the second step, guanine methyltransferase adds a methyl group to form the cap 0 structure. In the third step, 2'-O-methyltransferase adds a second methyl group to form the Cap 1 structure. This process is depicted in Figure 2. The mRNA sample from the IVT reaction mixture subjected to enzymatic post-transcriptional capping consists of mRNA transcripts containing one of a number of different cap structures at the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence, and/or lacking a cap structure. May contain mRNA transcripts.

캡핑 효율을 측정하는 방법은 당업계에 알려져 있다. 예를 들어, 한 가지 방법은 G가 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열 중 제1 뉴클레오티드인, IVT 반응 혼합물에 [α-32P]GTP를 포함시키는 것을 포함한다. RNase T2 분해후, 캡핑되지 않은 mRNA는 p3G[32P]를 방출하며, 캡핑된 mRNA, 예를 들어 m7Gp3G[32P]에 대한 그의 풍부도는, 음이온 교환 크로마토그래피와 같은 분석 방법으로 결정될 수 있다. 그러나, 샘플을 방사성표지하면 많은 다운스트림 용도에서 IVT 반응 혼합물에 mRNA 샘플을 사용하는 것을 금지하므로, 방사성표지 방법은 전형적으로 별도의 대조 반응으로 병행하여 실행된다. 이러한 동시적이지만 별도의 샘플은 처리해야 하는 샘플 수를 증가시킬 뿐만 아니라, 작업자 내 오류와 반응 조건의 미세한 변화로 인해 본질적으로 가변적이다.Methods for measuring capping efficiency are known in the art. For example, one method involves including [α -32 P]GTP in the IVT reaction mixture, where G is the first nucleotide in the nucleotide sequence of the mRNA transcript. After RNase T2 digestion, uncapped mRNA releases p3G[ 32P ], and its abundance relative to capped mRNA, e.g. m7 Gp3G[ 32P ], can be determined by analytical methods such as anion exchange chromatography. there is. However, radiolabeling the sample prohibits the use of the mRNA sample in the IVT reaction mixture for many downstream applications, so radiolabeling methods are typically run in parallel as separate control reactions. These simultaneous but separate samples not only increase the number of samples that must be processed, but are also inherently variable due to intra-operator error and subtle changes in reaction conditions.

캡핑 효율을 측정하는 무-방사성표지 방법도 알려져 있다. 이러한 방법 중 하나가 WO 2017/098468에 기재되어 있다. 이는 mRNA의 5' 말단에 상보적인 올리고뉴클레오티드 프로브를 사용하는 것과 관련된다. 프로브는 기질이 합성된 mRNA 분자 풀로부터 RNase H 절단된 5' 말단을 풍부하게 하는데 사용될 수 있도록 기질에 대한 결합을 허용하는 태그를 포함한다. 그러나, 농축 단계에 필요한 시약(예를 들어, 자기 비드)은 분석 비용에 부가된다. 농축은 또한 수율의 본질적인 감소를 동반하여, 분석의 샘플-효율성을 감소시킨다.Radiolabel-free methods for measuring capping efficiency are also known. One such method is described in WO 2017/098468. This involves using an oligonucleotide probe complementary to the 5' end of the mRNA. The probe contains a tag that allows binding to the substrate so that the substrate can be used to enrich RNase H cleaved 5' ends from the pool of synthesized mRNA molecules. However, reagents (e.g., magnetic beads) required for the concentration step add to the cost of the assay. Concentration is also accompanied by an inherent reduction in yield, reducing the sample-efficiency of the analysis.

따라서, IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 캡핑 효율을 정량화하는 비용-효율적이고, 샘플-효율적이며, 시간-효율적인 방법이 필요하다.Therefore, there is a need for a cost-effective, sample-efficient, and time-efficient method to quantify capping efficiency in mRNA samples from IVT reaction mixtures.

본 발명은 시험관 내 전사(IVT)에 의해 합성된 mRNA 전사체의 캡핑 효율을 정확하고 정량적으로 결정하기 위한 개선된 방법을 제공한다. 특히, 본 발명은 mRNA 제제 샘플의 전처리 없이, mRNA 제제 샘플로부터 (예를 들어, IVT 반응 혼합물로부터) 직접 mRNA 전사체의 캡핑 효율을 정량화하는 개선된 방법에 관한 것이다. 무엇보다도, 본원에 제공된 mRNA 캡핑 효율 방법은 mRNA:DNA 혼성화 반응, 뉴클레아제 절단 및 MS 및 LC-MS(질량 분석법/액체 크로마토그래피-질량 분석법) 정량화를 단일 반응 용기 내에서 1단계 분석으로 결합한다. 개선된 방법은 mRNA 캡핑 효율을 평가하기 위한 신뢰할 수 있고, 빠르고, 효율적인 정량적 접근방식이다. 본 발명은 mRNA 제조 동안의 품질 관리, 및 최종 치료 제품에서 활성 약제학적 성분(API)으로서의 mRNA의 특성화에 특히 유용하다. 단일 반응 용기를 사용하는 1단계 단순성으로 캡핑 효율 정량화를 자동화할 수도 있다.The present invention provides an improved method for accurately and quantitatively determining the capping efficiency of mRNA transcripts synthesized by in vitro transcription (IVT). In particular, the present invention relates to an improved method for quantifying the capping efficiency of mRNA transcripts directly from an mRNA preparation sample (e.g., from an IVT reaction mixture), without pretreatment of the mRNA preparation sample. Best of all, the mRNA capping efficiency method provided herein combines mRNA:DNA hybridization reaction, nuclease digestion, and MS and LC-MS (mass spectrometry/liquid chromatography-mass spectrometry) quantification into a one-step analysis within a single reaction vessel. do. The improved method is a reliable, fast, and efficient quantitative approach to assess mRNA capping efficiency. The present invention is particularly useful for quality control during mRNA manufacturing and characterization of mRNA as an active pharmaceutical ingredient (API) in a final therapeutic product. Quantification of capping efficiency can also be automated with the one-step simplicity of using a single reaction vessel.

본 발명은 부분적으로, mRNA 전사체의 처음 5개, 6개 또는 7개의 5' 뉴클레오티드의 매우 효율적이고 정확한 효소 방출에 기초한다. 이는 mRNA의 처음 5개, 6개 또는 7개의 5' 뉴클레오티드가 나머지 mRNA 전사체로부터 방출되도록 뉴클레아제(예를 들어, RNAse H) 활성을 안내하기 위해 각각 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드 사이, 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드, 또는 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 올리고뉴클레오티드를 사용하여 달성된다. 이는 도 3에 도시되어 있으며, mRNA의 처음 5개의 5' 뉴클레오티드가 나머지 mRNA 전사체로부터 방출되도록 뉴클레아제(예를 들어, RNAse H) 활성을 안내하기 위해 올리고뉴클레오티드와 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 올리고뉴클레오티드에 대한 사용을 도시한다. mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열에서 처음 5개, 6개 또는 7개의 5' 뉴클레오티드만 분석함으로써, 본 발명은 IVT에 의해 합성된 mRNA 전사체가 (예를 들어, 불완전하게 메틸화된 캡 0 구조와 대조적으로) 캡 1 구조를 포함하는지 여부를 결정하는 매우 민감한 방법을 제공한다.The invention is based, in part, on the highly efficient and precise enzymatic release of the first five, six or seven 5' nucleotides of an mRNA transcript. These are oligonucleotides and the second to fifth 5' nucleotides of the mRNA transcript, respectively, to guide nuclease (e.g., RNAseH) activity such that the first five, six, or seven 5' nucleotides of the mRNA are released from the remaining mRNA transcript. This is achieved using oligonucleotides that form an mRNA:DNA hybrid between the th nucleotide, the third to sixth nucleotide, or the fourth to seventh nucleotide. This is depicted in Figure 3, where the first five 5' nucleotides of the mRNA are separated between the oligonucleotide and the second to fifth nucleotides to guide nuclease (e.g. RNAseH) activity to release them from the remaining mRNA transcript. The use of oligonucleotides to form mRNA:DNA hybrids is illustrated. By analyzing only the first five, six, or seven 5' nucleotides in the nucleotide sequence of an mRNA transcript, the present invention allows the mRNA transcript synthesized by IVT (e.g., in contrast to an incompletely methylated Cap 0 structure). It provides a highly sensitive method for determining whether Cap 1 contains a structure.

특히, 본 발명은 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 mRNA 캡핑 효율을 정량화하는 방법으로서, (a) mRNA 샘플을 제공하는 단계로서, 상기 mRNA 샘플이 뉴클레오티드 서열을 포함하는 복수의 mRNA 전사체를 함유하고, mRNA 전사체의 제1 부분이 뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 캡 1 구조를 포함하는, 단계; (b) mRNA 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 (i) 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드, (ii) 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드. 또는 (iii) 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 단계; (c) 단계 (b)에서 수득된 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시켜, (i) mRNA의 처음 5개의 5' 뉴클레오티드, (ii) 처음 6개의 뉴클레오티드, 또는 (iii) 처음 7개의 뉴클레오티드를 각각 방출시키는 단계; 및 (d) 단계 (c)에서 수득된 샘플을 분석하여, mRNA 샘플에서 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 제1 부분을 결정하는 단계를 포함하고, 단계 (a) 내지 (c)는 동일한 반응 용기에서 서로 연속적으로 진행되는, 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 mRNA 캡핑 효율을 평가하기 위한 신뢰할 수 있고, 빠르고, 효율적인 정량적 접근방식이다. 본 발명은 mRNA 제조 동안의 품질 관리, 및 최종 치료 제품에서 활성 약제학적 성분(API)으로서의 mRNA의 특성화에 특히 유용하다.In particular, the present invention provides a method for quantifying mRNA capping efficiency in an mRNA sample from an IVT reaction mixture, comprising: (a) providing an mRNA sample, wherein the mRNA sample contains a plurality of mRNA transcripts comprising a nucleotide sequence; , wherein the first portion of the mRNA transcript comprises a Cap 1 structure at the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence; (b) Contacting the mRNA sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, the oligonucleotide and (i) the second to fifth nucleotides, (ii) the third to sixth nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript. or (iii) forming an mRNA:DNA hybrid between the fourth to seventh nucleotides ; (c) contacting the sample obtained in step (b) with a nuclease (e.g., RNase H) to separate (i) the first five 5' nucleotides of the mRNA, (ii) the first six nucleotides, or (iii) ) releasing each of the first seven nucleotides; and (d) analyzing the sample obtained in step (c) to determine the first portion of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure in the mRNA sample, wherein steps (a) to (c) are the same. A method is provided wherein the reaction proceeds sequentially with each other in a reaction vessel. The method of the present invention is a reliable, fast, and efficient quantitative approach to assess mRNA capping efficiency. The present invention is particularly useful for quality control during mRNA manufacturing and characterization of mRNA as an active pharmaceutical ingredient (API) in a final therapeutic product.

일부 실시형태에서, 본 발명은 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 mRNA 캡핑 효율을 정량화하는 방법으로서, (a) mRNA 샘플을 제공하는 단계로서, 상기 mRNA 샘플이 뉴클레오티드 서열을 포함하는 복수의 mRNA 전사체를 함유하고, mRNA 전사체의 제1 부분이 뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 캡 1 구조를 포함하는, 단계; (b) mRNA 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 단계; (c) 단계 (b)에서 수득된 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시켜, mRNA의 처음 5개의 5' 뉴클레오티드를 방출시키는 단계; 및 (d) 단계 (c)에서 수득된 샘플을 분석하여, mRNA 샘플에서 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 제1 부분을 결정하는 단계를 포함하고, 단계 (a) 내지 (c)는 동일한 반응 용기에서 서로 연속적으로 진행되는, 방법을 제공한다.In some embodiments, the invention provides a method of quantifying mRNA capping efficiency in an mRNA sample from an IVT reaction mixture, comprising: (a) providing an mRNA sample, wherein the mRNA sample comprises a nucleotide sequence of a plurality of mRNA transcripts; wherein the first portion of the mRNA transcript comprises a Cap 1 structure at the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence; (b) contacting the mRNA sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, forming an mRNA:DNA hybrid between the oligonucleotide and the second to fifth nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript; (c) contacting the sample obtained in step (b) with a nuclease (e.g., RNase H) to release the first five 5' nucleotides of the mRNA; and (d) analyzing the sample obtained in step (c) to determine the first portion of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure in the mRNA sample, wherein steps (a) to (c) are the same. A method is provided wherein the reaction proceeds sequentially with each other in a reaction vessel.

일부 실시형태에서, 본 발명은 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 mRNA 캡핑 효율을 정량화하는 방법으로서, (a) mRNA 샘플을 제공하는 단계로서, 상기 mRNA 샘플이 뉴클레오티드 서열을 포함하는 복수의 mRNA 전사체를 함유하고, mRNA 전사체의 제1 부분이 뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 캡 1 구조를 포함하는, 단계; (b) mRNA 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 단계; (c) 단계 (b)에서 수득된 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시켜, mRNA의 처음 6개의 5' 뉴클레오티드를 방출시키는 단계; 및 (d) 단계 (c)에서 수득된 샘플을 분석하여, mRNA 샘플에서 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 제1 부분을 결정하는 단계를 포함하고, 단계 (a) 내지 (c)는 동일한 반응 용기에서 서로 연속적으로 진행되는 방법을 제공한다.In some embodiments, the invention provides a method of quantifying mRNA capping efficiency in an mRNA sample from an IVT reaction mixture, comprising: (a) providing an mRNA sample, wherein the mRNA sample comprises a nucleotide sequence of a plurality of mRNA transcripts; wherein the first portion of the mRNA transcript comprises a Cap 1 structure at the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence; (b) contacting the mRNA sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, forming an mRNA:DNA hybrid between the oligonucleotide and the third to sixth nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript; (c) contacting the sample obtained in step (b) with a nuclease (e.g., RNase H) to release the first six 5' nucleotides of the mRNA; and (d) analyzing the sample obtained in step (c) to determine the first portion of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure in the mRNA sample, wherein steps (a) to (c) are the same. Provided is a method in which reactions proceed sequentially with each other in a reaction vessel.

일부 실시형태에서, 본 발명은 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 mRNA 캡핑 효율을 정량화하는 방법으로서, (a) mRNA 샘플을 제공하는 단계로서, 상기 mRNA 샘플이 뉴클레오티드 서열을 포함하는 복수의 mRNA 전사체를 함유하고, mRNA 전사체의 제1 부분이 뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 캡 1 구조를 포함하는, 단계; (b) mRNA 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 단계; (c) 단계 (b)에서 수득된 샘플을 RNase H와 접촉시켜, mRNA의 처음 7개의 5' 뉴클레오티드를 방출시키는 단계; 및 (d) 단계 (c)에서 수득된 샘플을 분석하여, mRNA 샘플에서 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 제1 부분을 결정하는 단계를 포함하고, 단계 (a) 내지 (c)는 동일한 반응 용기에서 서로 연속적으로 진행되는, 방법을 제공한다.In some embodiments, the invention provides a method of quantifying mRNA capping efficiency in an mRNA sample from an IVT reaction mixture, comprising: (a) providing an mRNA sample, wherein the mRNA sample comprises a nucleotide sequence of a plurality of mRNA transcripts; wherein the first portion of the mRNA transcript comprises a Cap 1 structure at the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence; (b) contacting the mRNA sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, forming an mRNA:DNA hybrid between the oligonucleotide and the fourth to seventh nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript; (c) contacting the sample obtained in step (b) with RNase H to release the first 7' nucleotides of the mRNA; and (d) analyzing the sample obtained in step (c) to determine the first portion of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure in the mRNA sample, wherein steps (a) to (c) are the same. A method is provided in which the reactions proceed sequentially in a reaction vessel.

일부 실시형태에서, 단계 (b) 내지 (d)는 자동화 시스템에 의해 수행된다.In some embodiments, steps (b) through (d) are performed by an automated system.

일부 실시형태에서, 분석은 캡의 메틸화 상태를 추가로 결정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 발명에 따른 방법은 상이한 메틸화 상태를 포함하는 캡 구조의 상대적 풍부도를 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 방법은 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체 부분을 결정하는데 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 방법은 캡 0으로 캡핑된 mRNA 전사체 부분을 결정하는데 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 발명에 따른 방법은 리보스 고리의 2' 또는 3' OH 기에서 m7G의 메틸화를 추가로 포함하는 캡 0 또는 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 부분을 결정하는데 사용될 수 있다.In some embodiments, the analysis can further determine the methylation status of the cap. In some embodiments, the method according to the invention further comprises determining the relative abundance of cap structures comprising different methylation states. In some embodiments, the methods of the invention can be used to determine the portion of the mRNA transcript that contains a cap G structure. In some embodiments, the methods of the invention can be used to determine the portion of an mRNA transcript that is capped with cap 0. In some embodiments, the method according to the invention may be used to determine the portion of the mRNA transcript comprising a Cap 0 or Cap G structure further comprising methylation of m 7 G in the 2' or 3' OH group of the ribose ring. You can.

일부 실시형태에서, 캡은 전사 후 효소적으로 첨가되었다. 일부 실시형태에서, 캡은 공동-전사적으로 mRNA에 첨가되었다.In some embodiments, the cap is added enzymatically after transcription. In some embodiments, the cap is co-transcriptionally added to the mRNA.

단계 (b)에 사용하기에 적합한 올리고뉴클레오티드는 전형적으로 길이가 약 10 내지 25개 (예를 들어, 14 내지 21개) 뉴클레오티드이다. 이는 하나 이상의 RNA 뉴클레오티드(예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5개 이상의 RNA 뉴클레오티드)가 한쪽 또는 양쪽에 측접한 DNA 뉴클레오티드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 적합한 올리고뉴클레오티드는 길이가 16개의 뉴클레오티드이다. 특정 실시형태에서, 적합한 올리고뉴클레오티드는 하나 이상의 RNA 뉴클레오티드(예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5개 이상의 RNA 뉴클레오티드)가 한쪽 또는 양쪽에 측접한 4개의 DNA 뉴클레오티드를 함유한다.Oligonucleotides suitable for use in step (b) are typically about 10 to 25 (e.g., 14 to 21) nucleotides in length. It includes a DNA nucleotide flanked on one or both sides by one or more RNA nucleotides (e.g., 1, 2, 3, 4, 5 or more RNA nucleotides). In some embodiments, suitable oligonucleotides are 16 nucleotides in length. In certain embodiments, suitable oligonucleotides contain four DNA nucleotides flanked on one or both sides by one or more RNA nucleotides (e.g., 1, 2, 3, 4, 5 or more RNA nucleotides).

일부 실시형태에서, 적합한 올리고뉴클레오티드 올리고뉴클레오티드는 다음 식으로 표시되며: 5'-[R]n[D]4[R]1-3'(여기서, 각각의 R은 RNA 뉴클레오티드이고, 각각의 D는 DNA 뉴클레오티드이고, 여기서 n은 10 내지 20임), 올리고뉴클레오티드는 약 40% 내지 약 60%의 GC 함량을 갖고, mRNA:DNA 혼성체는 약 50℃ 내지 약 60℃의 용융 온도를 갖는다. 일부 실시형태에서, 용융 온도는 52℃ 내지 58℃이다. 일부 실시형태에서, n은 11 내지 15이다. 특정 실시형태에서, 각각의 RNA 뉴클레오티드는 2'-O-메틸 리보스를 포함한다. 특정 실시형태에서, 올리고뉴클레오티드는 다음 식으로 표시된다: 5'-[R]11[D]4[R]1-3'(여기서, 각각의 R은 RNA 뉴클레오티드이고, 각각의 D는 DNA 뉴클레오티드임).In some embodiments, suitable oligonucleotides oligonucleotides are represented by the formula: 5'-[R] n [D] 4 [R] 1 -3', wherein each R is an RNA nucleotide and each D is DNA nucleotides (where n is 10 to 20), the oligonucleotide has a GC content of about 40% to about 60%, and the mRNA:DNA hybrid has a melting temperature of about 50°C to about 60°C. In some embodiments, the melt temperature is between 52°C and 58°C. In some embodiments, n is 11 to 15. In certain embodiments, each RNA nucleotide comprises 2'-O-methyl ribose. In certain embodiments, the oligonucleotide is represented by the formula: 5'-[R] 11 [D] 4 [R] 1-3 ', where each R is an RNA nucleotide and each D is a DNA nucleotide. ).

본 발명에 사용하기에 특히 적합한 것으로 밝혀진 예시적인 올리고뉴클레오티드는 하기 서열을 갖는다: 5'-mUmCmCmAmGmGmCmGmAmUmCTGTCmC-3' [서열번호 1](여기서, mU는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 우리딘을 나타내고; mC는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 시티딘을 나타내고; mA는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 아데닌을 나타내고; mG는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 구아니딘을 나타내고; T는 데옥시티미딘을 나타내고; G는 데옥시구아니딘을 나타내고, C는 데옥시시티딘을 나타냄). 이 올리고뉴클레오티드는 하기 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하는 mRNA와 함께 사용될 수 있다: GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG [서열번호: 2]. 5' UTR의 올리고뉴클레오티드 결합 부위는 볼드체로 표시된다. 서열번호 2의 5' UTR을 포함하는 mRNA 전사체와 접촉할 때, mRNA:DNA 혼성체가 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드 사이에 형성된다. mRNA:DNA 혼성체가 RNase H와 접촉시에, 처음 5개의 5' 뉴클레오티드 (및 존재하는 경우 캡 뉴클레오티드)가 mRNA 전사체로부터 방출된다.Exemplary oligonucleotides found to be particularly suitable for use in the present invention have the following sequence: 5'-mUmCmCmAmGmGmCmGmAmUmCTGTCmC-3' [SEQ ID NO: 1], where mU represents uridine with 2'-O-methyl ribose ; mC represents cytidine with 2'-O-methyl ribose; mA represents adenine with 2'-O-methyl ribose; mG represents guanidine with 2'-O-methyl ribose; T represents stands for oxythymidine; G stands for deoxyguanidine; C stands for deoxycytidine). This oligonucleotide can be used with mRNA containing the following 5' untranslated region (5' UTR): GGACAGAUCGCCUGGA GACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG [SEQ ID NO: 2]. Oligonucleotide binding sites in the 5' UTR are indicated in bold. Upon contact with an mRNA transcript comprising the 5' UTR of SEQ ID NO:2, an mRNA:DNA hybrid is formed between the oligonucleotide and the second to fifth nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript. Upon contact of the mRNA:DNA hybrid with RNase H, the first five 5' nucleotides (and cap nucleotides, if present) are released from the mRNA transcript.

일부 실시형태에서, 방법은 방법의 단계 (a)에 제공된 mRNA 샘플에서 시험관 내 전사된 100 pmol 이하의 mRNA의 입력을 필요로 한다.In some embodiments, the method requires input of no more than 100 pmol of in vitro transcribed mRNA in the mRNA sample provided in step (a) of the method.

일부 실시형태에서, 방법은 100 μl 이하의 총 분석 부피를 필요로 한다.In some embodiments, the method requires a total analysis volume of 100 μl or less.

일부 실시형태에서, 방법의 단계 (b) 내지 (c)는 90분 이내에 수행된다.In some embodiments, steps (b) through (c) of the method are performed within 90 minutes.

일부 실시형태에서, 방법의 단계 (a) 내지 (d) 사이에는 정제 단계가 필요하지 않다.In some embodiments, no purification step is required between steps (a) through (d) of the method.

일부 실시형태에서, 방법의 단계 (d)는 HPLC, 선택적으로 UHPLC를 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법의 단계 (d)는 질량 분석법을 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법의 단계 (d)는 액체 크로마토그래피-질량 분석법(LC-MS)을 포함한다.In some embodiments, step (d) of the method comprises HPLC, optionally UHPLC. In some embodiments, step (d) of the method includes mass spectrometry. In some embodiments, step (d) of the method comprises liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS).

일부 실시형태에서, 단계 (a)에 제공된 샘플은 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 두번째 부분을 포함한다. 일부 실시형태에서, 단계 (a)에 제공된 샘플은 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 세번째 부분을 포함한다. 일부 실시형태에서, 단계 (a)에 제공된 샘플은 캡 구조를 포함하지 않는 mRNA 전사체의 네번째 부분을 포함한다.In some embodiments, the sample provided in step (a) includes a second portion of the mRNA transcript that includes a cap 0 structure. In some embodiments, the sample provided in step (a) includes a third portion of the mRNA transcript that includes a cap G structure. In some embodiments, the sample provided in step (a) includes a fourth portion of the mRNA transcript that does not include a cap structure.

일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 첫번째 부분은 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 적어도 90%이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 두번째 부분은 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 10% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 세번째 부분은 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 10% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 구조를 포함하지 않는 mRNA 전사체의 네번째 부분은 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 10% 이하이다. 일부 실시형태에서, 상기 추가 처리는 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 전사체의 정제 및/또는 캡슐화를 포함한다. 일부 실시형태에서, 추가 처리는 치료 조성물을 제조하기 위해 mRNA 전사체를 사용하는 것을 포함한다.In some embodiments, the first portion of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure is at least 90% of the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the second portion of the mRNA transcript comprising the cap 0 structure is no more than 10% of the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the third portion of the mRNA transcript comprising the cap G structure is no more than 10% of the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the fourth portion of the mRNA transcript that does not contain a cap structure is no more than 10% of the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the further processing includes purification and/or encapsulation of mRNA transcripts from the IVT reaction mixture. In some embodiments, further processing includes using the mRNA transcript to prepare a therapeutic composition.

일부 실시형태에서, 본 발명은 치료 mRNA를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 (i) 시험관 내 전사(IVT) 반응 혼합물을 사용하여 치료 mRNA를 합성하는 단계; (ii) 본 발명에 따른 mRNA 캡핑 효율을 정량화하는 방법을 사용하여 IVT 반응 혼합물로부터 mRNA 샘플을 분석하는 단계; 및 (iii) mRNA의 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 제1 부분이 적어도 90%인 경우 mRNA를 추가로 처리하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 추가 처리는 단계 (i)에서 합성된 치료 mRNA의 정제를 포함한다. 추가로, 또는 대안적으로, 추가 처리는 단계 (i)에서 합성된 치료 mRNA를 제형화하는 것을 포함할 수 있다. 제형화는 지질 나노입자의 mRNA를 캡슐화하는 것을 포함할 수 있다.In some embodiments, the invention relates to a method of making therapeutic mRNA, the method comprising: (i) synthesizing the therapeutic mRNA using an in vitro transcription (IVT) reaction mixture; (ii) analyzing the mRNA sample from the IVT reaction mixture using a method for quantifying mRNA capping efficiency according to the invention; and (iii) further processing the mRNA when the first portion of the mRNA transcript comprises a Cap 1 structure of the mRNA. In some embodiments, further processing includes purification of the therapeutic mRNA synthesized in step (i). Additionally, or alternatively, further processing may include formulating the therapeutic mRNA synthesized in step (i). Formulation may include encapsulating the mRNA in lipid nanoparticles.

무엇보다도, 본 발명은 본원에 기재된 본 발명의 방법을 수행하기 위한 조성물 및 키트를 추가로 제공한다. 일부 실시형태에서, 본 발명은 다음 중 하나 이상을 포함하는, mRNA 캡핑 효율을 정량화하기 위한 키트를 제공한다: (1) 캡핑 효율이 정량화되는 샘플내 mRNA 전사체의 5' 비번역 영역의 서열에 상보적인 적합한 올리고뉴클레오티드; (2) DNA와 RNA 사이의 어닐링을 위한 하나 이상의 시약; (3) RNAse H; (4) 분석을 수행하기 위한 하나 이상의 시약(예를 들어, 크로마토그래피 컬럼) 및 (5) 하나 이상의 대조군 샘플.Among other things, the present invention further provides compositions and kits for performing the methods of the invention described herein. In some embodiments, the present invention provides a kit for quantifying mRNA capping efficiency, comprising one or more of the following: (1) to the sequence of the 5' untranslated region of the mRNA transcript in the sample for which capping efficiency is quantified; Complementary suitable oligonucleotides; (2) one or more reagents for annealing between DNA and RNA; (3) RNAse H; (4) one or more reagents (e.g., a chromatography column) to perform the analysis and (5) one or more control samples.

일부 실시형태에서, 올리고뉴클레오티드는 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성할 수 있으며, 각각의 대조군 샘플은 (i) 5' 캡 구조를 포함하는 5개의 뉴클레오티드의 서열, 및 (ii) 참조를 제공하기 위해 정의된 비율로, 캡 구조가 결여되거나 (i)의 캡 구조와 상이한 캡 구조를 포함하는 5개의 뉴클레오티드의 서열을 포함한다. 예를 들어, 대조군 샘플은 (i) 5' 캡 1 구조를 포함하는 5개의 뉴클레오티드의 서열, 및 (ii) 캡 구조가 결여된 5개의 뉴클레오티드의 서열을 9:1의 비율로 함유할 수 있다. 대조군 샘플은 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 각각 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드, 또는 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성할 수 있는 올리고뉴클레오티드에 따라 적합화되며, 즉, 이들은 각각 6개 또는 7개의 뉴클레오티드의 서열을 포함한다.In some embodiments, the oligonucleotide may form an mRNA:DNA hybrid between the oligonucleotide and the second to fifth nucleotides of the mRNA transcript, wherein each control sample (i) contains 5' cap structures; a sequence of nucleotides, and (ii) a sequence of five nucleotides, in defined ratios to provide reference, either lacking a cap structure or containing a cap structure that is different from the cap structure of (i). For example, a control sample may contain a 9:1 ratio of (i) a sequence of 5 nucleotides containing the 5' cap 1 structure, and (ii) a sequence of 5 nucleotides lacking the cap structure. Control samples are adapted according to oligonucleotides capable of forming an mRNA:DNA hybrid between the 3rd to 6th nucleotides, or the 4th to 7th nucleotides, respectively, of the nucleotide sequence of the oligonucleotide and the mRNA transcript, i.e., they are respectively It contains a sequence of 6 or 7 nucleotides.

일부 실시형태에서, (5)에 따른 하나 이상의 대조군 샘플은 본 발명의 방법의 단계 (d)에 따른 분석의 일부로서 보정 단계에서 사용된다. 일부 실시형태에서, 하나 이상의 대조군 샘플은 방법의 단계 (c)에 따라 수득된 샘플의 분석과 병행하여 실행된다. 일부 실시형태에서, 대조군 샘플은 방법의 단계 (c)에 따라 수득된 샘플이 방법의 단계 (c)에 따라 수득된 샘플 및 하나 이상의 대조군 샘플의 동시 측정을 위해 하나 이상의 대조군 샘플로 스파이킹될 수 있도록, 변형, 예를 들어 중수소화되거나, 방사성표지된다.In some embodiments, one or more control samples according to (5) are used in a calibration step as part of the analysis according to step (d) of the method of the invention. In some embodiments, one or more control samples are run in parallel with the analysis of the sample obtained according to step (c) of the method. In some embodiments, the control sample may be such that the sample obtained according to step (c) of the method may be spiked with one or more control samples for simultaneous measurement of the sample obtained according to step (c) of the method and the one or more control samples. modified, for example deuterated, or radiolabelled.

일부 실시형태에서, (5)에 따른 대조군 샘플은 적절하게 5개, 6개, 또는 7개의 뉴클레오티드의 서열을 함유하며, 그 중 60 내지 100%는 캡 1 구조, 예를 들어 70 내지 98% 캡 1, 또는 80 내지 95% 캡 1, 또는 90% 캡 1을 포함한다. 일부 실시형태에서, (5)에 따른 대조군 샘플은 적절하게 5개, 6개, 또는 7개의 뉴클레오티드의 서열을 함유하며, 그 중 1 내지 30%는 캡 G 구조, 예를 들어 2 내지 20% 캡 G, 또는 3 내지 15% 캡 G, 또는 10% 캡 G를 포함한다. 일부 실시형태에서, (5)에 따른 대조군 샘플은 적절하게 5개, 6개, 또는 7개의 뉴클레오티드의 서열을 함유하며, 그 중 1 내지 30%는 캡 0 구조, 예를 들어 2 내지 20% 캡 0, 또는 3 내지 15% 캡 0, 또는 10% 캡 0을 포함한다. 일부 실시형태에서, (5)에 따른 대조군 샘플은 적절하게 5개, 6개, 또는 7개의 뉴클레오티드의 서열을 함유하며, 그 중 1 내지 30%는 캡 구조를 포함하지 않으며, 예를 들어 2 내지 20%는 캡 구조가 결여되어 있거나, 또는 3 내지 15%는 캡 구조가 결여되어 있거나, 또는 10%는 캡 구조가 결여되어 있다.In some embodiments, the control sample according to (5) contains a sequence of 5, 6, or 7 nucleotides, as appropriate, 60 to 100% of which are cap 1 structures, e.g., 70 to 98% cap. 1, or 80 to 95% Cap 1, or 90% Cap 1. In some embodiments, the control sample according to (5) contains a sequence of 5, 6, or 7 nucleotides, as appropriate, 1 to 30% of which are cap G structures, e.g., 2 to 20% cap. G, or 3 to 15% Cap G, or 10% Cap G. In some embodiments, the control sample according to (5) contains a sequence of 5, 6, or 7 nucleotides, as appropriate, 1 to 30% of which are cap 0 structures, e.g., 2 to 20% cap. 0, or 3 to 15% Cap 0, or 10% Cap 0. In some embodiments, the control sample according to (5) contains a sequence of 5, 6, or 7 nucleotides, as appropriate, 1 to 30% of which do not comprise a cap structure, for example 2 to 30%. 20% lack cap structure, or 3 to 15% lack cap structure, or 10% lack cap structure.

일부 실시형태에서, 본 발명은 mRNA 제제 샘플에서 mRNA 캡핑 효율을 정량화하는 방법으로서, (a) mRNA 제제 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드, 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드, 또는 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 단계; (b) 단계 (b)에서 수득된 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시켜, (i) mRNA의 처음 5개의 5' 뉴클레오티드, (ii) 처음 6개의 뉴클레오티드, 또는 (iii) 처음 7개의 뉴클레오티드를 각각 방출시키는 단계; 및 (c) 샘플내 방출된 뉴클레오티드를 분석하여, mRNA 샘플에서 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 상대적인 양을 결정하는 단계를 포함하고, 단계 (a) 내지 (c)는 동일한 반응 용기에서 서로 연속적으로 진행되는, 방법을 제공한다.In some embodiments, the present invention provides a method of quantifying mRNA capping efficiency in an mRNA preparation sample, comprising: (a) contacting the mRNA preparation sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, wherein the oligonucleotide and the nucleotide sequence of the mRNA transcript are forming an mRNA:DNA hybrid between the second to fifth nucleotides, the third to sixth nucleotides, or the fourth to seventh nucleotides; (b) contacting the sample obtained in step (b) with a nuclease (e.g., RNase H) to separate (i) the first five 5' nucleotides of the mRNA, (ii) the first six nucleotides, or (iii) ) releasing each of the first seven nucleotides; and (c) analyzing the released nucleotides in the sample to determine the relative amounts of mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure in the mRNA sample, wherein steps (a) to (c) are performed relative to each other in the same reaction vessel. Provides a method that progresses continuously.

일부 실시형태에서, 본 발명은 캡 1 구조를 포함하는 정제된 시험관 내 합성된 mRNA 분자를 포함하는 조성물을 제공한다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 80%를 포함한다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 90%를 포함한다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 95%를 포함한다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자를 95% 넘게 포함한다.In some embodiments, the invention provides compositions comprising purified in vitro synthesized mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the compositions of the invention comprise at least 80% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the compositions of the invention comprise at least 90% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the compositions of the invention comprise at least 95% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the compositions of the invention comprise greater than 95% mRNA molecules comprising a Cap 1 structure.

본 발명의 다른 특징, 목적, 및 이점은 하기의 상세한 설명을 통해 명백할 것이다. 그러나, 상세한 설명이 본 발명의 실시형태를 나타내더라도, 이는 단지 예시적인 것으로만 제공되는 것이지 본 발명을 한정하는 것이 아님을 이해해야 한다. 본 발명의 범주 내에서의 다양한 변경 및 변형은 상세한 설명을 통해 당업자에게 명백할 것이다.Other features, objects, and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, although the detailed description shows embodiments of the present invention, it should be understood that it is provided by way of example only and not limiting the present invention. Various changes and modifications within the scope of the invention will become apparent to those skilled in the art upon reading the detailed description.

도면은 예시를 위한 것이며, 어떠한 방식으로도 제한되지 않는다.
도 1은 5' 캡 구조가 없는 mRNA 전사체(A), 캡 0을 갖는 mRNA 전사체(B), 및 캡 1 구조를 갖는 mRNA 전사체(C)를 개략적으로 나타낸다. 캡 0 및 캡 1 구조는 리보스 고리의 2' 또는 3' ‘OH 기 중 하나에 m7G의 메틸화를 추가로 포함할 수 있다(도시되지 않음).
도 2는 효소적 캡핑 공정을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 mRNA의 처음 5개의 5' 뉴클레오티드가 나머지 mRNA 전사체로부터 방출되도록 RNAse H 활성을 안내하기 위해 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는데 올리고뉴클레오티드가 어떻게 사용될 수 있는지를 개략적으로 나타낸다. 올리고뉴클레오티드의 점선 부분은 DNA 뉴클레오티드를 나타내고; 실선 측면은 RNA 뉴클레오티드를 나타낸다.
도 4는 시험관 내 전사된 mRNA 전사체의 샘플의 5' 캡 구조를 분석하기 위한 예시적인 방법을 나타낸다. 도 4a는 혼성화된 올리고뉴클레오티드를 갖는 mRNA 전사체를 나타내며; 올리고뉴클레오티드 DNA 뉴클레오티드는 문자로 표시되고, RNA 뉴클레오티드는 실선으로 나타낸다. 화살표는 RNase H 분해 부위를 나타낸다. 도 4b 및 4c는 RNase H 분해로 인해 절단된 뉴클레오티드의 UHPLC 크로마토그램을 보여준다.
The drawings are for illustrative purposes only and are not limiting in any way.
Figure 1 schematically shows an mRNA transcript without a 5' cap structure (A), an mRNA transcript with cap 0 (B), and an mRNA transcript with a cap 1 structure (C). Cap 0 and Cap 1 structures may additionally include methylation of m 7 G on either the 2' or 3''OH group of the ribose ring (not shown).
Figure 2 schematically shows the enzymatic capping process.
Figure 3 shows an oligonucleotide forming an mRNA:DNA hybrid between the oligonucleotide and the second to fifth nucleotides of the mRNA transcript to guide RNAse H activity such that the first five 5' nucleotides of the mRNA are released from the remaining mRNA transcript. It outlines how it can be used. The dashed portions of the oligonucleotides represent DNA nucleotides; The sides of the solid line represent RNA nucleotides.
Figure 4 shows an exemplary method for analyzing the 5' cap structure of a sample of in vitro transcribed mRNA transcripts. Figure 4A shows mRNA transcripts with hybridized oligonucleotides; Oligonucleotide DNA nucleotides are indicated by letters, and RNA nucleotides are indicated by solid lines. Arrows indicate RNase H cleavage sites. Figures 4b and 4c show UHPLC chromatograms of cleaved nucleotides due to RNase H digestion.

정의Justice

본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위해, 특정 용어가 먼저 정의된다. 다음의 용어들 및 다른 용어들에 대한 추가적인 정의가 본 명세서 전체를 통하여 설명된다.To more easily understand the present invention, certain terms are first defined. Additional definitions of the following terms and other terms are set forth throughout this specification.

약: 본 출원에서 사용되는 용어 "약" 및 "대략"은 동등한 의미로 사용된다. 약/대략적으로와 함께, 또는 약/대략적으로 없이, 본 출원에 사용된 임의의 숫자는 관련 기술 분야의 당업자가 이해하는 임의의 정상적인 변동을 포괄하는 것을 의미한다. 전형적으로, 용어 "대략적으로" 또는 "약"은 언급된 기준 값의 10% 이내(예를 들어, 5% 이내), 또는 더욱 전형적으로 1%인 값의 범위를 지칭한다. About: As used in this application, the terms “about” and “approximately” are used with equivalent meaning. Any number used in this application, with about/approximately, or without about/approximately, is meant to encompass any normal variation as understood by a person skilled in the relevant art. Typically, the term “approximately” or “about” refers to a range of values that are within 10% (e.g., within 5%) of a stated reference value, or more typically 1%.

친화도: 당업계에 공지된 바와 같이, "친화도"는 특정 리간드가 그의 파트너와 결합하는(예를 들어, 비공유적으로 결합하는) 견고성 및/또는 이것이 그의 파트너로부터 해리되는 속도 또는 빈도의 척도이다. 당업계에 공지된 바와 같이, 친화도를 결정하기 위해 임의의 다양한 기술이 활용될 수 있다. 많은 실시형태에서, 친화도는 특이적 결합의 척도를 나타낸다. Affinity: As known in the art, “affinity” is a measure of the firmness with which a particular ligand binds (e.g., non-covalently binds) its partner and/or the rate or frequency with which it dissociates from its partner. am. As is known in the art, any of a variety of techniques may be utilized to determine affinity. In many embodiments, affinity represents a measure of specific binding.

어닐링 또는 혼성화: 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "어닐링", "혼성화" 및 문법적 동등물은 왓슨-크릭(Watson-Crick) 염기쌍 또는 비정규 염기쌍을 통해 복합체를 형성하기에 충분히 상보적인 뉴클레오티드 서열 사이의 복합체(이중체 또는 혼성체라고도 함) 형성을 지칭한다. 어닐링 또는 혼성화 서열은 안정한 혼성체를 제공하기 위해 완벽한 상보성을 가질 필요는 없다는 것이 이해될 것이다. 많은 상황에서, 염기의 약 10% 미만이 불일치하는, 안정한 혼성체가 형성된다. 따라서, 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "상보적"은 일반적으로 약 90% 이상 상동성 (예를 들어, 약 95% 이상, 약 98% 이상, 또는 약 99% 이상 상동성)이 있는 특정 조건 하에서 그의 상보체와 안정한 이중체를 형성하는 핵산 분자를 지칭한다. 당업자는 적어도 원하는 수준의 상보성을 갖는 서열이 안정적으로 혼성화되는 반면, 더 낮은 상보성을 갖는 서열은 혼성화되지 않도록 혼성화 조건의 엄격성을 추정하고 조정하는 방법을 이해한다. 혼성화 조건 및 매개변수의 예에 대해, see, 예를 들어, 문헌[Sambrook et al., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual", 1989, Second Edition, Cold Spring Harbor Press: Plainview, NY and Ausubel, "Current Protocols in Molecular Biology", 1994, John Wiley & Sons: Secaucus, NJ]를 참조한다. 2개의 핵산 분자 사이의 상보성은 모든 핵산의 염기가 일치하면 "완전", "전체" 또는 "완벽"이라고 하고, 그렇지 않으면 "부분"이라고 한다. Annealing or Hybridization : As used herein, the terms “annealing,” “hybridization,” and grammatical equivalents refer to the term “annealing” between nucleotide sequences that are sufficiently complementary to form a complex through Watson-Crick base pairing or non-canonical base pairing. Refers to the formation of a complex (also called a duplex or hybrid). It will be appreciated that the annealing or hybridization sequence need not have perfect complementarity to provide a stable hybrid. In many situations, stable hybrids are formed where less than about 10% of the bases are mismatched. Accordingly, as used herein, the term "complementary" generally refers to a specific condition where there is at least about 90% homology (e.g., at least about 95% homology, at least about 98% homology, or at least about 99% homology). refers to a nucleic acid molecule that forms a stable duplex with its complement. Those skilled in the art understand how to estimate and adjust the stringency of hybridization conditions such that sequences with at least the desired level of complementarity hybridize reliably, while sequences with lower complementarity do not hybridize. For examples of hybridization conditions and parameters, see, e.g., Sambrook et al., " Molecular Cloning: A Laboratory Manual" , 1989, Second Edition, Cold Spring Harbor Press: Plainview, NY and Ausubel, " Current Protocols in Molecular Biology" , 1994, John Wiley & Sons: Secaucus, NJ]. Complementarity between two nucleic acid molecules is called “complete,” “whole,” or “complete” if all the nucleic acid bases match; otherwise, it is called “partial.”

캡 1: 본원에 사용된 바와 같이, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 구아닌 캡의 N7 아민이 메틸화되고 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 첫번째 뉴클레오티드가 리보스의 2'OH에서 모두 메틸화된 캡 구조를 포함하는 RNA 전사체를 지칭한다. 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가 변형을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡 리보스의 2' 또는 3' OH 기가 메틸화될 수 있다. 또 다른 예로서, mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 두번째 뉴클레오티드의 2'OH가 메틸화될 수 있다. Cap 1: As used herein, an mRNA transcript comprising a Cap 1 structure refers to a cap structure in which the N7 amine of the guanine cap is methylated and the first nucleotide of the nucleotide sequence of the mRNA transcript is methylated both at the 2'OH of the ribose. refers to an RNA transcript containing The mRNA transcript containing the Cap 1 structure may contain additional modifications. For example, the 2' or 3' OH group of the cap ribose may be methylated. As another example, the 2'OH of the second nucleotide of the nucleotide sequence of the mRNA transcript may be methylated.

캡 0: 본원에 사용된 바와 같이, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 구아닌 캡의 N7 아민이 메틸화되지만 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 첫번째 뉴클레오티드가 리보스의 2'OH에서 메틸화되지 않은 캡 구조를 포함하는 mRNA 전사체를 지칭한다. 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가 변형을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡 리보스의 2' 또는 3' OH 기가 메틸화될 수 있다. Cap 0: As used herein, an mRNA transcript comprising a cap 0 structure is a cap structure in which the N7 amine of the guanine cap is methylated but the first nucleotide of the nucleotide sequence of the mRNA transcript is unmethylated at the 2'OH of the ribose. refers to an mRNA transcript containing The mRNA transcript containing the cap 0 structure may contain additional modifications. For example, the 2' or 3' OH group of the cap ribose may be methylated.

크로마토그래피: 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "크로마토그래피"는 혼합물을 분리하는 기술을 지칭한다. 전형적으로, 혼합물은 "이동상"이라는 유체에 용해되며, 이는 "고정상"이라는 또 다른 물질을 보유하는 구조를 통해 혼합물을 운반한다. 컬럼 크로마토그래피는 고정층이 튜브, 즉 컬럼 내에 있는 분리 기술이다. Chromatography: As used herein, the term “chromatography” refers to a technique for separating mixtures. Typically, the mixture is dissolved in a fluid called a “mobile phase”, which transports the mixture through a structure that holds another substance called the “stationary phase”. Column chromatography is a separation technique in which the fixed bed is located within a tube, that is, a column.

대조군: 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "대조군"은 결과가 비교되는 표준이라는 당업계에서 이해되는 의미를 갖는다. 전형적으로, 대조군은 변수에 대한 결론을 내리기 위해 변수를 분리하여 실험의 무결성을 높이는 데 사용된다. 일부 실시형태에서, 대조군은 비교군을 제공하기 위해 시험 반응 또는 분석과 동시에 수행되는 반응 또는 분석이다. 한 실험에서, "시험"(, 시험되는 변수)이 적용된다. 제2 실험에서, 변수가 시험되는 "대조군"은 적용되지 않는다. 일부 실시형태에서, 대조군은 과거 대조군(즉, 이전에 수행된 시험 또는 검정, 또는 이전에 알려진 양 또는 결과)이다. 일부 실시형태에서, 대조군은 인쇄되거나 저장된 기록이거나 이를 포함한다. 대조군은 양성 대조군일 수도 있고 음성 대조군일 수도 있다. Control: As used herein, the term “control” has the art-understood meaning of a standard against which results are compared. Typically, controls are used to increase the integrity of an experiment by isolating variables in order to draw conclusions about them. In some embodiments, a control is a reaction or assay performed simultaneously with the test reaction or assay to provide a comparison group. In an experiment, a “test” ( i.e. , the variable being tested) is applied. In the second experiment, the “control group” in which the variable is tested does not apply. In some embodiments, the control is a historical control (i.e., a previously performed test or assay, or previously known quantity or result). In some embodiments, the control is or includes printed or stored records. The control may be a positive control or a negative control.

키트: 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "키트"는 물질을 전달하기 위한 임의의 전달 시스템을 지칭한다. 이러한 전달 시스템에는 한 위치에서 다른 위치로 다양한 진단 또는 치료 시약(예를 들어, 적절한 용기의 올리고뉴클레오티드, 항체, 효소 등) 및/또는 지원 물질(예를 들어, 완충액, 분석 등을 수행하기 위한 서면 지침)을 저장, 수송 또는 전달시키는 시스템이 포함될 수 있다. 예를 들어, 키트에는 관련 반응 시약 및/또는 지원 물질을 함유하는 하나 이상의 인클로저(예를 들어, 박스)가 포함된다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "단편화된 키트"는 각각 전체 키트 구성요소의 하위부분을 포함하는 2개 이상의 별도 용기를 포함하는 전달 시스템을 지칭한다. 용기는 의도된 수혜자에게 함께 또는 별도로 전달될 수 있다. 예를 들어, 첫번째 용기에는 분석에 사용하기 위한 효소가 들어 있을 수 있고, 두 번째 용기에는 올리고뉴클레오티드가 들어 있다. 용어 "단편화된 키트"는 연방식품의약화장품법 섹션 520(e)에 따라 규제되는 분석물 특정 시약(ASR)이 함유된 키트를 포함하도록 의도되었지만, 이에 제한되지는 않는다. 실제로, 각각 전체 키트 구성요소의 하위부분을 포함하는 2개 이상의 별도 용기를 포함하는 임의의 전달 시스템은 "단편화된 키트"라는 용어에 포함된다. 대조적으로, "조합된 키트"는 단일 용기(예를 들어, 원하는 각 구성요소를 수용하는 단일 박스)에 모든 구성요소를 함유하는 전달 시스템을 지칭한다. 용어 "키트"는 단편화된 키트와 조합된 키트를 모두 포함한다. Kit: As used herein, the term “kit” refers to any delivery system for delivering a substance. These delivery systems involve transporting various diagnostic or therapeutic reagents (e.g., oligonucleotides, antibodies, enzymes, etc. in appropriate containers) and/or support materials (e.g., buffers, assays, etc.) from one location to another. may include systems for storing, transporting, or delivering instructions). For example, a kit includes one or more enclosures (e.g., boxes) containing relevant reaction reagents and/or support materials. As used herein, the term “fragmented kit” refers to a delivery system comprising two or more separate containers, each containing a subportion of the components of the overall kit. Containers may be delivered together or separately to the intended recipient. For example, the first vessel may contain enzymes for use in the assay, and the second vessel may contain oligonucleotides. The term “fragmented kit” is intended to include, but is not limited to, kits containing analyte specific reagents (ASR) regulated under section 520(e) of the Federal Food, Drug, and Cosmetic Act. In fact, any delivery system comprising two or more separate containers each containing a subportion of a complete kit component is encompassed by the term “fragmented kit”. In contrast, a “combined kit” refers to a delivery system containing all components in a single container (e.g., a single box containing each desired component). The term “kit” includes both fragmented and combined kits.

뉴클레오시드: 용어 "뉴클레오시드" 또는 "핵염기"는, 본원에 사용된 바와 같이, 탄수화물의 아노머 탄소(탄수화물의 1'-탄소 원자)와 핵염기 사이의 N-글리코시드 결합을 통해 탄수화물, 예를 들어 D-리보스(RNA 내) 또는 2'-데옥시-D-리보스(DNA 내)에 연결된 아데닌("A"), 구아닌("G"), 시토신("C"), 우라실("U"), 티민("T") 및 이들의 유사체를 지칭한다. 핵염기가 퓨린, 예를 들어, A 또는 G인 경우, 리보스 당은 일반적으로 퓨린의 헤테로사이클릭 고리의 N9-위치에 부착된다. 핵염기가 피리미딘, 예를 들어, C, T 또는 U인 경우, 당은 일반적으로 헤테로사이클릭 고리의 N1-위치에 부착된다. 탄수화물은 치환되거나 치환되지 않을 수 있다. 치환된 리보스 당은 탄소 원자 중 하나 이상, 예를 들어 2'-탄소 원자가 하나 이상의 동일하거나 상이한 Cl, F, --R, --OR, --NR2 또는 할로겐 기(여기서, 각각의 R은 독립적으로 H, C1-C6 알킬 또는 C5-C14 아릴임)로 치환된 것들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 리보스 예로는 리보스, 2'-데옥시리보스, 2',3'-디데옥시리보스, 2'-할로리보스, 2'-플루오로리보스, 2'-클로로리보스, 및 2'-알킬리보스, 예를 들어, 2'-O-메틸, 4'-알파-아노머 뉴클레오티드, 1'-알파-아노머 뉴클레오티드(Asseline et al., Nucl. Acids Res., 19:4067-74 [1991]), 2'-4'- 및 3'-4'-연결된 및 다른 "잠긴" 또는 "LNA," 이환식 당 변형(WO 98/22489; WO 98/39352; WO 99/14226)이 포함된다. Nucleoside : The term "nucleoside" or "nucleobase", as used herein, refers to the anomeric carbon of a carbohydrate (the 1'-carbon atom of the carbohydrate) and the nucleobase through an N-glycosidic bond. Carbohydrates, such as adenine ("A"), guanine ("G"), cytosine ("C"), and uracil linked to D-ribose (in RNA) or 2'-deoxy-D-ribose (in DNA) (“U”), thymine (“T”) and their analogs. When the nucleobase is a purine, for example A or G, the ribose sugar is generally attached to the N9-position of the heterocyclic ring of the purine. If the nucleobase is a pyrimidine, for example C, T or U, the sugar is generally attached to the N1-position of the heterocyclic ring. Carbohydrates may be substituted or unsubstituted. Substituted ribose sugars have one or more of the carbon atoms, for example the 2'-carbon atom, with one or more identical or different Cl, F, --R, --OR, --NR 2 or halogen groups, wherein each R independently H, C 1 -C 6 alkyl or C 5 -C 14 aryl). Examples of ribose include ribose, 2'-deoxyribose, 2',3'-dideoxyribose, 2'-haloribose, 2'-fluororibose, 2'-chlororibose, and 2'-alkylibose, for example For example, 2'-O-methyl, 4'-alpha-anomeric nucleotide, 1'-alpha-anomeric nucleotide (Asseline et al., Nucl. Acids Res., 19:4067-74 [1991]), 2'-4'- and 3'-4'-linked and other "locked" or "LNA," bicyclic sugar modifications (WO 98/22489; WO 98/39352; WO 99/14226).

뉴클레오티드: 본원에 사용된 바와 같은 용어 "뉴클레오티드"는 단량체 단위로서, 또는 폴리뉴클레오티드 중합체 내의 인산화된 형태(뉴클레오시드의 포스페이트 에스테르)의 뉴클레오시드를 의미한다. "뉴클레오티드 5'-트리포스페이트"는 5' 위치에 트리포스페이트 에스테르기를 갖는 뉴클레오티드를 지칭하며, 때로는 특히 리보스 당의 구조적 특징을 지적하기 위해 "NTP", 또는 "dNTP" 및 "ddNTP"로 표시된다. 트리포스페이트 에스테르 기는 다양한 산소 모이어티, 예를 들어, 알파-티오-뉴클레오티드 5'-트리포스페이트에 대한 황 치환을 포함할 수 있다. 뉴클레오티드는 단일-, 이중-, 또는 삼중-인산화된 형태로 존재할 수 있다. 뉴클레오티드에 존재하는 리보스의 탄소 원자는 염기의 백본 번호와 구별하기 위해 프라임 문자(')로 지정된다. 폴리뉴클레오티드 및 핵산 화학에 대한 검토를 위해 문헌[Shabarova, Z. and Bogdanov, A. Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids, VCH, New York, 1994]를 참조한다. Nucleotide: As used herein, the term “nucleotide” refers to a nucleoside, either as a monomeric unit or in phosphorylated form (phosphate ester of a nucleoside) within a polynucleotide polymer. "Nucleotide 5'-triphosphate" refers to a nucleotide having a triphosphate ester group at the 5' position, sometimes designated "NTP", or "dNTP" and "ddNTP" to specifically point out structural features of the ribose sugar. Triphosphate ester groups can include sulfur substitution on various oxygen moieties, such as alpha-thio-nucleotide 5'-triphosphate. Nucleotides may exist in mono-, di-, or tri-phosphorylated forms. The carbon atoms of the ribose present in the nucleotide are designated with a prime letter (') to distinguish them from the base's backbone number. For a review of polynucleotide and nucleic acid chemistry, see Shabarova, Z. and Bogdanov, A. Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids, VCH, New York, 1994.

핵산: 용어 "핵산", "핵산 분자", "폴리뉴클레오티드" 또는 "올리고뉴클레오티드"는 본원에서 상호교환적으로 사용될 수 있다. 이들은 데옥시리보핵산(DNA) 및 리보핵산(RNA) 및 이들의 조합과 같은 뉴클레오티드 단량체 또는 이의 유사체의 중합체를 지칭한다. 뉴클레오티드는 기원이 게놈, 합성 또는 반합성일 수 있다. 달리 명시하지 않는 한, 용어들은 증폭 산물뿐만 아니라 합성 백본을 갖는 핵산-유사 구조를 포함한다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 이들 중합체의 길이(즉, 함유된 뉴클레오티드의 수)는 종종 의도된 기능 또는 용도에 따라 광범위하게 달라질 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 선형, 분지형 선형 또는 원형 분자일 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 또한 H+, NH4 +, 트리알킬암모늄, Mg+, Na+ 등과 같은 반대 이온과 연관되어 있다. 폴리뉴클레오티드는 전체가 데옥시리보뉴클레오티드, 전체가 리보뉴클레오티드, 또는 이의 키메라 혼합물로 조성될 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 뉴클레오티드간 핵염기 및 당 유사체로 조성될 수 있다. Nucleic acid : The terms “nucleic acid,” “nucleic acid molecule,” “polynucleotide,” or “oligonucleotide” may be used interchangeably herein. They refer to polymers of nucleotide monomers or analogs thereof, such as deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA) and combinations thereof. Nucleotides may be genomic, synthetic, or semisynthetic in origin. Unless otherwise specified, the terms include nucleic acid-like structures with synthetic backbones as well as amplification products. As those skilled in the art will appreciate, the length (i.e., the number of nucleotides contained) of these polymers can often vary widely depending on the intended function or use. Polynucleotides may be linear, branched linear or circular molecules. Polynucleotides are also associated with counterions such as H + , NH 4 + , trialkylammonium, Mg + , Na + , etc. The polynucleotide may be composed entirely of deoxyribonucleotides, entirely ribonucleotides, or chimeric mixtures thereof. Polynucleotides may be composed of internucleotide nucleobases and sugar analogs.

올리고뉴클레오티드: 일부 실시형태에서, 용어 "올리고뉴클레오티드"는 약 5 내지 약 150개의 뉴클레오티드, 예를 들어, 약 10 내지 약 100개의 뉴클레오티드, 약 15 내지 약 75개의 뉴클레오티드, 또는 약 15 내지 약 50개의 뉴클레오티드를 포함하는 폴리뉴클레오티드를 지칭하기 위해 본원에 사용된다. 본 발명의 맥락에서, 올리고뉴클레오티드는 전형적으로 약 10 내지 25개의 뉴클레오티드(예를 들어, 14 내지 21개의 뉴클레오티드)를 포함한다. 명세서 전반에 걸쳐, 올리고뉴클레오티드가 일련의 문자(예를 들어, 각각 아데노신, 시티딘, 구아노신, 및 티미딘을 나타내는 4개의 염기 문자: A, C, G, 및 T로부터 선택됨)로 나타낼 때마다, 뉴클레오티드는 왼쪽에서 오른쪽으로 5'에서 3' 순서로 표시된다. "폴리뉴클레오티드 서열"은 중합체를 따르는 뉴클레오티드 단량체의 서열을 지칭한다. 달리 명시하지 않는 한, 폴리뉴클레오티드 서열이 나타날때마다 뉴클레오티드가 왼쪽에서 오른쪽으로 5'에서 3' 배향으로 있는 것으로 이해될 것이다. Oligonucleotide : In some embodiments, the term “oligonucleotide” refers to an oligonucleotide of about 5 to about 150 nucleotides, e.g., from about 10 to about 100 nucleotides, from about 15 to about 75 nucleotides, or from about 15 to about 50 nucleotides. It is used herein to refer to a polynucleotide comprising. In the context of the present invention, oligonucleotides typically comprise about 10 to 25 nucleotides (eg, 14 to 21 nucleotides). Throughout the specification, whenever an oligonucleotide is represented by a series of letters (e.g., selected from the four base letters: A, C, G, and T, which represent adenosine, cytidine, guanosine, and thymidine, respectively) , nucleotides are displayed in 5' to 3' order from left to right. “Polynucleotide sequence” refers to the sequence of nucleotide monomers following a polymer. Unless otherwise specified, whenever a polynucleotide sequence appears, it will be understood that the nucleotides are in a left to right 5' to 3' orientation.

뉴클레오티드 유사체: 핵산, 폴리뉴클레오티드 및 올리고뉴클레오티드는 표준 뉴클레오티드 염기로 조성되거나 또는 이소-C 및 이소-G 염기를 포함하지만 이에 제한되지 않는 뉴클레오티드 이소형 유사체로 치환될 수 있으며, 이는 표준 염기보다 다소 허용 가능하게 혼성화할 수 있으며, 우선적으로 상보적인 이소형 유사체 염기와 혼성화할 것이다. 이러한 많은 이소형 염기는, 예를 들어, 문헌[Benner et al., (1987) Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 52, 53-63]에 기재되어 있다. 자연 발생 뉴클레오티드 단량체의 유사체에는 예를 들어, 7-데아자아데닌, 7-데아자구아닌, 7-데아자-8-아자구아닌, 7-데아자-8-아자아데닌, 7-메틸구아닌, 이노신, 네뷸라린, 니트로피롤(Bergstrom, J. Amer. Chem. Soc., 117:1201-1209 [1995]), 니트로인돌, 2-아미노퓨린, 2-아미노-6-클로로퓨린, 2,6-디아미노퓨린, 하이포잔틴, 슈도우리딘, 슈도시토신, 슈도이소시토신, 5-프로피닐시토신, 이소시토신, 이소구아닌(Seela, 미국 특허 번호 제6,147,199호), 7-데아자구아닌(Seela, 미국 특허 번호 제5,990,303호), 2-아자퓨린(Seela, WO 01/16149), 2-티오피리미딘, 6-티오구아닌, 4-티오티민, 4-티오우라실, 0-6-메틸구아닌, N-6-메틸아데닌, O-4-메틸티민, 5,6-디하이드로티민, 5,6-디하이드로우라실, 4-메틸인돌, 피라졸로[3,4-D]피리미딘, "PPG" (Meyer, 미국 특허 번호 제6,143,877호 및 제6,127,121호; Gall, WO 01/38584), 및 에테노아데닌(Fasman (1989) in Practical Handbook of Biochemistry and Molecular Biology, pp. 385-394, CRC Press, Boca Raton, Fla.)이 포함된다. Nucleotide analogs : Nucleic acids, polynucleotides and oligonucleotides may be composed of standard nucleotide bases or may be substituted with nucleotide isotype analogs, including but not limited to iso-C and iso-G bases, which are more or less acceptable than standard bases. It can hybridize readily and will hybridize preferentially to the complementary isoform analog base. Many of these isoform bases are described, for example, in Benner et al., (1987) Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 52, 53-63]. Analogues of naturally occurring nucleotide monomers include, for example, 7-deazaadenine, 7-deazaguanine, 7-deaza-8-azaguanine, 7-deaza-8-azaadenine, 7-methylguanine, inosine, Nebularine, nitropyrrole (Bergstrom, J. Amer. Chem. Soc., 117:1201-1209 [1995]), nitroindole, 2-aminopurine, 2-amino-6-chloropurine, 2,6-dia. Minopurine, hypoxanthine, pseudouridine, pseudocytosine, pseudoisocytosine, 5-propynylcytosine, isocytosine, isoguanine (Seela, U.S. Patent No. 6,147,199), 7-deazaguanine (Seela, U.S. Patent No. No. 5,990,303), 2-azapurine (Seela, WO 01/16149), 2-thiopyrimidine, 6-thioguanine, 4-thiothymine, 4-thiouracil, 0-6-methylguanine, N-6- Methyladenine, O-4-methylthymine, 5,6-dihydrothymine, 5,6-dihydrouracil, 4-methylindole, pyrazolo[3,4-D]pyrimidine, "PPG" (Meyer, USA) Patent Nos. 6,143,877 and 6,127,121; Gall, WO 01/38584), and ethenoadenine (Fasman (1989) in Practical Handbook of Biochemistry and Molecular Biology, pp. 385-394, CRC Press, Boca Raton, Fla. ) is included.

5' 말단/3' 말단: 핵산 분자와 관련하여 본원에 사용된 용어 "3' 말단부" 및 "3' 말단"은 말단 오탄당의 3' 탄소에 부착된 유리 히드록실기를 함유하는 핵산의 말단을 지칭한다. 핵산 분자와 관련하여 본원에 사용된 용어 "5' 말단부" 및 "5' 말단"은 말단 오탄당의 5' 탄소에 부착된 유리 히드록실기 또는 포스페이트기를 함유하는 핵산 분자의 말단을 지칭한다. mRNA 전사체에서 뉴클레오티드 번호를 언급할 때, 달리 명시되지 않는 한, 캡 뉴클레오티드는 계산되지 않는다. 예를 들어, 첫번째 5' 뉴클레오티드는 캡핑되지 않은 mRNA 전사체에서 말단 오탄당의 5' 탄소에 부착된 유리 히드록실기 또는 포스페이트기를 함유하는 5'-최다 뉴클레오티드, 또는 캡핑된 mRNA 전사체에서 말단 오탄당의 5' 탄소에 부착된 캡 구조를 함유하는 5'-최다 뉴클레오티드를 지칭한다. 5'end/3' end : As used herein in relation to a nucleic acid molecule, the terms "3'end" and "3'end" refer to the end of the nucleic acid containing a free hydroxyl group attached to the 3' carbon of the terminal pentose sugar. refers to As used herein with reference to a nucleic acid molecule, the terms "5'end" and "5'end" refer to the end of the nucleic acid molecule containing a free hydroxyl or phosphate group attached to the 5' carbon of the terminal pentose sugar. When referring to nucleotide numbers in mRNA transcripts, unless otherwise specified, cap nucleotides are not counted. For example, the first 5' nucleotide is the 5'-most nucleotide containing a free hydroxyl or phosphate group attached to the 5' carbon of the terminal pentose in an uncapped mRNA transcript, or the 5'-most nucleotide of the terminal pentose in a capped mRNA transcript. Refers to the 5'-most nucleotide that contains a cap structure attached to the 5' carbon.

발명을 실시하기 위한 구체적인 내용Specific details for carrying out the invention

본 발명은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 부분을 결정하기 위해 시험관 내 전사(IVT) 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플내 캡핑 효율을 정량화하는 개선된 방법을 제공한다.The present invention provides an improved method for quantifying capping efficiency in mRNA samples from in vitro transcription (IVT) reaction mixtures to determine the portion of the mRNA transcript that contains the Cap 1 structure.

방법은 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드를 효소적으로 방출하는 것에 기초한다. 방출된 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드는 mRNA 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 각각 올리고뉴클레오티드와 (i) 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드, (ii) 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드, 또는 (iii) 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하고, 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시킴으로써 생성된다. 샘플이 분석되어, mRNA 샘플의 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 부분을 결정한다.The method is based on enzymatically releasing the first 5, 6 or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript. The first 5, 6, or 7 nucleotides released are contacted by contacting the mRNA sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, producing the oligonucleotide and (i) the second to fifth nucleotides, (ii) the third to sixth nucleotides, respectively, or (iii) forming an mRNA:DNA hybrid between the fourth to seventh nucleotides and contacting the sample with a nuclease (e.g., RNase H). The sample is analyzed to determine the portion of the mRNA transcript that contains the Cap 1 structure of the mRNA sample.

뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체가 효율적으로 번역된다. 대조적으로, 캡 G 또는 캡 0 캡 구조를 포함하는 mRNA 전사체, 또는 캡 구조가 결여된 mRNA 전사체는 캡 1을 포함하는 mRNA 전사체만큼 효율적으로 번역되지 않는다. mRNA의 캡핑이 공동-전사적으로 수행되든지, 또는 전사 후에 효소적으로 수행되든지, mRNA 전사체의 적어도 일부는 캡 1 구조를 포함하지 않을 것이다. 따라서, IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플의 캡핑 효율을 다운스트림 사용 전에 결정하는 것이 중요하다. 예를 들어, IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플은 또한, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플은 또한 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 일부를 포함한다. 일부 실시형태에서, IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플은 또한 캡 구조를 포함하지 않는 mRNA 전사체의 일부를 포함한다.mRNA transcripts containing a Cap 1 structure at the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence are efficiently translated. In contrast, mRNA transcripts containing the Cap G or Cap 0 cap structures, or mRNA transcripts lacking the cap structure, are not translated as efficiently as mRNA transcripts containing Cap 1. Whether capping of mRNA is performed co-transcriptionally or enzymatically post-transcriptionally, at least a portion of the mRNA transcript will not contain a Cap 1 structure. Therefore, it is important to determine the capping efficiency of mRNA samples from the IVT reaction mixture prior to downstream use. For example, an mRNA sample from an IVT reaction mixture may also include an mRNA transcript comprising a cap 0 structure. In some embodiments, the mRNA sample from the IVT reaction mixture also includes a portion of the mRNA transcript that includes a cap G structure. In some embodiments, the mRNA sample from the IVT reaction mixture also includes a portion of the mRNA transcript that does not include a cap structure.

따라서, 일부 실시형태에서, 본 발명의 방법은 상이한 캡 (예를 들어, 캡 0 또는 캡 G)을 포함하는 mRNA 전사체에 대한 캡 1을 포함하는 mRNA 전사체의 상대적 풍부도를 결정한다. 일부 실시형태에서, 분석은 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 상대적 풍부도를 결정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 분석은 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 상대적 풍부도를 결정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 분석은 캡 구조가 결여된 mRNA 전사체의 상대적 풍부도를 결정할 수 있다.Accordingly, in some embodiments, the methods of the invention determine the relative abundance of an mRNA transcript comprising Cap 1 relative to an mRNA transcript comprising a different cap (e.g., Cap 0 or Cap G). In some embodiments, the analysis can determine the relative abundance of mRNA transcripts containing cap 0 structures. In some embodiments, the analysis can determine the relative abundance of mRNA transcripts containing cap G structures. In some embodiments, the analysis can determine the relative abundance of mRNA transcripts lacking a cap structure.

본 발명자들은 mRNA 전사체의 처음 5개의 5' 뉴클레오티드의 효소적 방출이 캡 0 또는 캡 G를 포함하는 mRNA 전사체에 대한 캡 1을 포함하는 mRNA 전사체의 상대적 풍부도를 결정하는데 특히 유용함을 발견하였다. 이는 도 3에 도시된 바와 같이, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 올리고뉴클레오티드를 사용하여 달성되며, mRNA의 처음 5개의 5' 뉴클레오티드가 나머지 mRNA 전사체로부터 방출되도록 뉴클레아제(예를 들어, RNAse H) 활성을 안내한다. mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열에서 처음 5개의 5' 뉴클레오티드만 분석함으로써, 본 발명자들은 IVT에 의해 합성된 mRNA 전사체가 (예를 들어, 불완전하게 메틸화된 캡 0 구조와 대조적으로) 캡 1 구조를 포함하는지 여부를 결정하는 매우 민감한 방법을 제공할 수 있었다.We have found that enzymatic release of the first five 5' nucleotides of an mRNA transcript is particularly useful in determining the relative abundance of mRNA transcripts containing Cap 1 relative to mRNA transcripts containing Cap 0 or Cap G. did. This is achieved, as shown in Figure 3, using oligonucleotides that form an mRNA:DNA hybrid between the oligonucleotide and the second to fifth nucleotides of the mRNA transcript, with the first five 5' nucleotides of the mRNA interacting with the rest of the mRNA. Guides nuclease (e.g., RNAse H) activity to be released from the transcript. By analyzing only the first five 5' nucleotides in the nucleotide sequence of an mRNA transcript, we can determine whether the mRNA transcript synthesized by IVT contains a Cap 1 structure (e.g., as opposed to an incompletely methylated Cap 0 structure). could provide a very sensitive way to determine whether

특정 실시형태에서, 본 발명의 방법은 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 mRNA 전사체의 메틸화 프로파일을 결정한다.In certain embodiments, the methods of the invention determine the methylation profile of mRNA transcripts in an mRNA sample from an IVT reaction mixture.

본 발명의 방법은 캡핑 효율을 신속하고 안정적이며 효율적으로 결정하고 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플 중 mRNA 전사체의 대부분이 캡 1 구조를 포함하여, 예를 들어, 항원을 암호화하는 mRNA에 의한 백신화, 또는 단백질 결핍증의 치료와 같은 치료 용도의 맥락에서 mRNA-암호화된 단백질을 효율적으로 발현하기에 적합한지 여부를 분석할 수 있으며, 여기서 mRNA는 예를 들어, 유전적 돌연변이로 인해 단백질의 기능적 결핍이나 부재로 인해, 대상체의 단백질 결핍을 암호화한다.The method of the present invention rapidly, reliably and efficiently determines capping efficiency and ensures that the majority of mRNA transcripts in the mRNA sample from the IVT reaction mixture contain a Cap 1 structure, e.g., for vaccination with mRNA encoding the antigen. , or to analyze whether the mRNA-encoded protein is suitable for efficient expression in the context of a therapeutic application, such as the treatment of protein deficiencies, where the mRNA may be used to produce functional deficiencies or functional deficiencies in the protein due, for example, to genetic mutations. Due to its absence, it encodes a protein deficiency in the subject.

mRNA 캡핑mRNA capping

전형적으로, 진핵 mRNA는 5'-말단에 "캡" 구조를 가지고 있는데, 이는 번역에서 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 캡은 mRNA 대사에서 중추적인 역할을 하며, 핵에서 RNA 전사체의 처리 및 성숙, 핵에서 세포질로의 mRNA 이동, mRNA 안정성 및 mRNA의 단백질로의 효율적인 번역을 위해 다양한 정도로 필요하다. 5' 캡 구조는 진핵 세포 및 진핵 바이러스 mRNA의 단백질 합성 개시 및 mRNA 프로세싱 및 생체 내 안정성에 관여한다(예를 들어, 문헌[Shatkin, A.J., Cell, 9: 645-653 (1976)]; [Furuichi, et al., Nature, 266: 235 (1977)]; [Federation of Experimental Biologists Society Letter 96: 1-11 (1978)]; [Sonenberg, N., Prog. Nuc. Acid Res Mol Biol, 35: 173-207 (1988)] 참조). mRNA의 번역 개시에 필요한 기구의 구성요소에는 특정 캡-결합 단백질이 포함된다(예를 들어, 문헌[Shatkin, A.J., Cell, 40: 223-24 (1985)]; [Sonenberg, N., Prog. Nuc. Acid Res Mol Biol, 35: 173-207 (1988)] 참조). mRNA의 캡은 번역 개시 인자 eIF4E에 의해 인식된다(문헌[Gingras, et al., Ann. Rev. Biochem. 68: 913-963 (1999)]; [Rhoads, R.E., J. Biol. Chem. 274: 30337-3040 (1999)] 참조). 5' 캡 구조는 또한 5'-엑소뉴클레아제 활성에 대한 저항성을 제공하고, 그의 부재로 인해 mRNA가 급속하게 분해된다(예를 들어, 문헌[Ross, J., Mol. Biol. Med. 5: 1-14 (1988)]; [Green, M.R. et al., Cell, 32: 681-694 (1983)] 참조). 많은 진핵 세포 유전자와 진핵 바이러스 유전자의 1차 전사체는 이러한 전사체의 암호화 영역 내에서 개입 서열(인트론)을 제거하기 위한 처리가 필요하기 때문에, 캡의 이점은 이러한 pre-mRNA의 안정화에도 확장된다.Typically, eukaryotic mRNAs have a "cap" structure at the 5'-end, which plays an important role in translation. For example, the cap plays a central role in mRNA metabolism and is required to varying degrees for processing and maturation of RNA transcripts in the nucleus, mRNA movement from the nucleus to the cytoplasm, mRNA stability, and efficient translation of mRNA into protein. The 5' cap structure is involved in protein synthesis initiation and mRNA processing and in vivo stability of eukaryotic and eukaryotic viral mRNAs (e.g., Shatkin, AJ, Cell, 9: 645-653 (1976); Furuichi , et al., Nature, 266: 235 (1977)]; [Federation of Experimental Biologists Society Letter 96: 1-11 (1978)]; [Sonenberg, N., Prog. Nuc. Acid Res Mol Biol, 35: 173 -207 (1988)]. Components of the machinery required for translation initiation of mRNA include specific cap-binding proteins (see, e.g., Shatkin, AJ, Cell, 40: 223-24 (1985); Sonenberg, N., Prog. Nuc. Acid Res Mol Biol, 35: 173-207 (1988)]. The cap of the mRNA is recognized by the translation initiation factor eIF4E (Gingras, et al., Ann. Rev. Biochem. 68: 913-963 (1999); Rhoads, RE, J. Biol. Chem. 274: 30337-3040 (1999)]. The 5' cap structure also provides resistance to 5'-exonuclease activity, the absence of which causes rapid degradation of the mRNA (see, e.g., Ross, J., Mol. Biol. Med. 5 : 1-14 (1988)]; see [Green, MR et al., Cell, 32: 681-694 (1983)]. Because primary transcripts of many eukaryotic and eukaryotic viral genes require processing to remove intervening sequences (introns) within the coding regions of these transcripts, the benefit of the cap also extends to stabilization of these pre-mRNAs. .

캡핑된 RNA는 토끼 망상적혈구 용해물 또는 밀배아 번역 시스템과 같은 다양한 시험관 내 번역 시스템에서 캡핑되지 않은 전사체보다 더 효율적으로 번역되는 것으로 보고되었다(예를 들어, 문헌[Shimotohno, K., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74: 2734-2738 (1977)]; [Paterson and Rosenberg, Nature, 279: 692 (1979)] 참조). 이 효과는 또한 부분적으로 시험관 내 번역 시스템에 존재할 수 있는 엑소리보뉴클레아제 및 기타 인자로부터 RNA를 보호하는 데 기인하는 것으로 여겨진다.Capped RNA has been reported to be translated more efficiently than uncapped transcripts in various in vitro translation systems such as rabbit reticulocyte lysate or wheat germ translation systems (see, e.g., Shimotohno, K., et al ., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74: 2734-2738 (1977)]; [Paterson and Rosenberg, Nature, 279: 692 (1979)]. This effect is also believed to be due, in part, to protecting the RNA from exoribonucleases and other factors that may be present in the in vitro translation system.

캡 1cap 1

자연-발생 캡 구조는 트리포스페이트 브릿지를 통해 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열내 첫번째 뉴클레오티드의 5'-말단에 연결된 7-메틸 구아노신을 포함하여, m7G(5')ppp(5')N(여기서, N은 임의의 뉴클레오시드임)을 생성한다. 생체 내에서, 캡이 효소적으로 첨가된다. 캡은 핵에 추가되고, 효소 구아닐릴 트랜스퍼라제에 의해 촉매된다. RNA의 5' 말단에 캡을 추가하는 것은 전사가 시작된 직후에 발생한다. 캡 뉴클레오시드는 다른 모든 뉴클레오티드, 즉, m7G(5')ppp(5')Np와 역방향에 있다. N7 메틸 구아노신을 포함하고 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열내 첫번째 뉴클레오티드의 리보스의 2'O 메틸화가 결여된 캡 구조는 캡 0으로 알려져 있다. mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열내 첫번째 뉴클레오티드의 리보스의 2'O 메틸화가 m7G(5')ppp(5')Nm, 즉 캡 1로 이어진다. 이러한 2'O 메틸화는 ‘자기' RNA와 ‘비-자기' RNA 사이의 분화에 중요하므로, mRNA 전사체의 번역 효율을 증가시키는데 중요하다(예를 들어, 문헌[Sikorski., et al., NUC. ACID RES, 48: 4 (2020)] 참조). 캡 1을 포함하는 mRNA 전사체의 증가된 번역 효율에 대해 보고된 메커니즘 중 하나는 뉴클레오티드 서열의 첫번째 뉴클레오티드의 리보스 2′-O 메틸화가 번역 억제제인, IFIT1(테트라트리코펩티드 반복-1을 갖는 IFN-유도 단백질)에 의한 mRNA 전사체의 인식을 방지한다는 것이다(문헌[Abbas., et al., PNAS, 114: 11 (2017), Habjan., et al., PLoS PATHOG, 9: 10 (2013)] 참조).The naturally-occurring cap structure comprises 7-methyl guanosine linked to the 5'-terminus of the first nucleotide in the nucleotide sequence of the mRNA transcript via a triphosphate bridge, where m 7 G(5')ppp(5')N , N is any nucleoside). In vivo , the cap is added enzymatically. The cap is added to the nucleus and is catalyzed by the enzyme guanylyl transferase. Addition of a cap to the 5' end of RNA occurs immediately after transcription begins. The cap nucleoside is in the reverse orientation of all other nucleotides, i.e. m 7 G(5')ppp(5')Np. The cap structure containing the N7 methyl guanosine and lacking 2'O methylation of the ribose of the first nucleotide in the nucleotide sequence of the mRNA transcript is known as cap 0. 2'O methylation of the ribose of the first nucleotide in the nucleotide sequence of the mRNA transcript leads to m 7 G(5')ppp(5')Nm, cap 1. This 2'O methylation is important for differentiation between 'self' and 'non-self' RNA and therefore for increasing translation efficiency of mRNA transcripts (see, e.g. Sikorski., et al., NUC [ACID RES, 48: 4 (2020)]. One of the reported mechanisms for the increased translation efficiency of mRNA transcripts containing Cap 1 is that ribose 2′-O methylation of the first nucleotide of the nucleotide sequence induces the inhibition of the translation inhibitor, IFIT1 (IFN-bearing tetratricopeptide repeat-1). It prevents recognition of mRNA transcripts by inducing proteins (Abbas., et al., PNAS, 114: 11 (2017), Habjan., et al., PLoS PATHOG, 9: 10 (2013)] reference).

캡핑된 mRNA의 생산Production of capped mRNA

RNA의 전사는 일반적으로 뉴클레오시드 트리포스페이트 (일반적으로 퓨린, A 또는 G)로 시작한다. 시험관 내 전사는 전형적으로 파지 RNA 폴리머라제, 예컨대 T7, T3 또는 SP6, 파지 폴리머라제 프로모터를 함유하는 DNA 주형, 뉴클레오티드(ATP, GTP, CTP 및 UTP) 및 마그네슘염을 함유하는 완충액을 포함한다.Transcription of RNA generally begins with a nucleoside triphosphate (usually a purine, A or G). In vitro transcription typically involves a phage RNA polymerase, such as T7, T3 or SP6, a DNA template containing the phage polymerase promoter, nucleotides (ATP, GTP, CTP and UTP) and a buffer containing magnesium salts.

공동-전사 캡핑Co-transcriptional capping

공동-전사 캡핑은 전사 개시제로서 m7G(5')ppp(5')G("m7GpppG") 형태의 사전형성된 디뉴클레오티드를 사용하여 수행될 수 있다. 과잉의 캡(예를 들어, m7GpppG) 대 GTP(4:1)는 각각의 전사체가 5' 캡을 가질 가능성을 높인다. 이 비율을 변경하면, 높은 전사 수율을 달성하는 것과 캡 구조가 결여된 mRNA 전사체 부분을 최소화하는 것 사이의 균형에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 유형의 IVT mRNA 캡핑을 위한 키트는 mMESSAGE mMACHINE® 키트(Invitrogen)를 포함하여 상업적으로 시판중이다. 이러한 키트는 전형적으로 80% 캡핑된 RNA 대 20% 캡핑되지 않은 RNA를 생성하지만, 전사체 연장에 GTP가 필요하기 때문에 GTP 농도가 속도 제한이 되면서 총 RNA 수율은 더 낮다. 의사대칭 디뉴클레오티드인, m7G(5')ppp(5')G 사용의 단점은 G 또는 m7G 부분의 3'-OH가 전사 연장을 위한 개시 친핵체 역할을 하는 경향이 있다는 것이다. 즉, m7G 및 G 모이어티 모두에 3'-OH가 존재하면 캡이 부적절한 배향으로 통합된 mRNA의 최대 절반이 발생한다. 이는 m7G(5')pppG(pN) n 및 G(5')pppm7G(pN)n 형태의 두 이성질체 RNA를 전사 반응의 이온 조건에 따라 대략적으로 동일한 비율로 합성시킨다. 이성질체 형태의 변형은 시험관 내 번역에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 균질한 치료 생성물에는 바람직하지 않다.Co-transcriptional capping can be performed using a preformed dinucleotide of the form m 7 G(5')ppp(5')G (“m 7 GpppG”) as a transcription initiator. Excess cap (e.g., m 7 GpppG) to GTP (4:1) increases the likelihood that each transcript will have a 5' cap. Changing this ratio can affect the balance between achieving high transcription yields and minimizing the portion of the mRNA transcript that lacks the cap structure. Kits for this type of IVT mRNA capping are commercially available, including the mMESSAGE mMACHINE® kit (Invitrogen). These kits typically produce 80% capped RNA versus 20% uncapped RNA, but because GTP is required for transcript elongation, the total RNA yield is lower as GTP concentration becomes rate limiting. A disadvantage of using m 7 G(5')ppp(5')G, a pseudosymmetric dinucleotide, is that the 3'-OH of the G or m 7 G portion tends to serve as an initiating nucleophile for transcription elongation. That is, the presence of 3'-OH on both the m 7 G and G moieties results in up to half of the mRNAs having their caps incorporated in an inappropriate orientation. This synthesizes two isomeric RNAs in the form m 7 G(5')pppG(pN) n and G(5')pppm 7 G(pN) n at approximately the same ratio depending on the ionic conditions of the transcription reaction. Modification of isomeric forms can negatively affect in vitro translation and is undesirable for homogeneous therapeutic products.

이러한 역전방지 캡 배향을 방지하기 위해, 시험관 내 번역 실험에 사용되는 합성 디뉴클레오티드 캡의 일반적인 형태는 역전방지 캡 유사체("ARCA")이며, 이는 일반적으로 2' 또는 3' OH 기가 -OCH3으로 대체된, 변형된 캡 유사체이다. 리보스 고리의 2' 또는 3' OH 기에서 m7G의 화학적 변형은 2' OH 기가 포스포디에스테르 결합에 참여하지 않더라도 캡이 순방향으로만 통합되는 결과를 초래한다(문헌[Jemielity, J. et al., "Novel ‘anti-reverse' cap analogs with superior translational properties", RNA, 9: 1108-1122 (2003)] 참조). N7 및 3' O-메틸화 및 5' 디포스페이트 합성에서 구아노신의 메틸화를 위한 선택적인 절차가 확립되었다(문헌[Kore, A. and Parmar, G. Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids, 25: 337-340, (2006)] 및 [Kore, A. R., et al. Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids 25(3): 307-14, (2006)]). ARCA 캡을 사용하여 IVT mRNA를 캡핑하기 위한 키트는 mMESSAGE mMACHINE® T7 ULTRA 키트(Invitrogen)를 포함하여, 상업용으로 사용가능하다. 이러한 키트는 전형적으로 4:1의 캡 유사체 대 GTP의 비율을 권장한다. 캡 유사체 대 GTP의 비율을 줄이면 전형적으로 전사 반응의 수율이 증가하지만 캡 구조를 포함하는 mRNA 전사체 부분이 감소한다.To prevent this anti-reversal cap orientation, a common form of synthetic dinucleotide cap used in in vitro translation experiments is the anti-reversal cap analog ("ARCA"), which typically has the 2' or 3' OH group replaced by -OCH 3 . It is a substituted, modified cap analog. Chemical modification of m 7 G on the 2' or 3' OH group of the ribose ring results in the cap being incorporated only in the forward direction, even though the 2' OH group does not participate in the phosphodiester bond (Jemielity, J. et al ., " Novel 'anti-reverse' cap analogs with superior translational properties" , RNA, 9: 1108-1122 (2003)]. Selective procedures for methylation of guanosine in N7 and 3' O-methylation and 5' diphosphate synthesis have been established (Kore, A. and Parmar, G. Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids, 25: 337-340 , (2006)] and [Kore, AR, et al. Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids 25(3): 307-14, (2006)]). Kits for capping IVT mRNA using ARCA caps are commercially available, including the mMESSAGE mMACHINE® T7 ULTRA kit (Invitrogen). These kits typically recommend a cap analog to GTP ratio of 4:1. Reducing the ratio of cap analogs to GTP typically increases the yield of the transcription reaction but reduces the fraction of mRNA transcripts containing the cap structure.

전사후 캡핑Capping after transfer

mRNA는 또한 도 2에 개략적으로 설명된, 3단계 효소 과정에서 전사후 캡핑될 수 있다. 제1 단계에서, 구아닐일트랜스퍼라제는 기질로서 GTP를 사용하여 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 첫번째 뉴클레오티드의 5' 말단에 구아닌을 첨가하여, 캡 G 구조를 형성한다. 제2 단계에서, N7 메틸트랜스퍼라제는 캡 구아닌의 N7에 메틸 기를 추가하여 캡 0 구조를 형성한다. 제3 단계에서, 2´-O-메틸트랜스퍼라제는 mRNA 전사체내 뉴클레오티드 서열의 첫번째 뉴클레오티드의 리보스의 2' OH에 메틸 기를 추가하여, 캡 1 구조를 형성한다.mRNA can also be capped post-transcriptionally in a three-step enzymatic process, outlined in Figure 2. In the first step, guanylyltransferase uses GTP as a substrate to add guanine to the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence of the mRNA transcript, forming the cap G structure. In the second step, N7 methyltransferase adds a methyl group to the N7 of the cap guanine to form the cap 0 structure. In the third step, 2'-O-methyltransferase adds a methyl group to the 2' OH of the ribose of the first nucleotide of the nucleotide sequence in the mRNA transcript, forming the Cap 1 structure.

mRNA 캡핑 효율을 정량화하는 방법How to quantify mRNA capping efficiency

일부 실시형태에서, 본 발명은 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 mRNA 캡핑 효율을 정량화하는 방법으로서, (a) mRNA 샘플을 제공하는 단계로서, 상기 mRNA 샘플이 뉴클레오티드 서열을 포함하는 복수의 mRNA 전사체를 함유하고, mRNA 전사체의 제1 부분이 뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 캡 1 구조를 포함하는, 단계; (b) mRNA 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 단계; (c) 단계 (b)에서 수득된 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시켜, mRNA의 처음 5개의 5' 뉴클레오티드를 방출시키는 단계; 및 (d) 단계 (c)에서 수득된 샘플을 분석하여, mRNA 샘플에서 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 제1 부분을 결정하는 단계로서, 단계 (a) 내지 (c)는 동일한 반응 용기에서 서로 연속적으로 진행되는, 단계를 포함하는 방법을 제공한다.In some embodiments, the invention provides a method of quantifying mRNA capping efficiency in an mRNA sample from an IVT reaction mixture, comprising: (a) providing an mRNA sample, wherein the mRNA sample comprises a nucleotide sequence of a plurality of mRNA transcripts; wherein the first portion of the mRNA transcript comprises a Cap 1 structure at the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence; (b) contacting the mRNA sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, forming an mRNA:DNA hybrid between the oligonucleotide and the second to fifth nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript; (c) contacting the sample obtained in step (b) with a nuclease (e.g., RNase H) to release the first five 5' nucleotides of the mRNA; and (d) analyzing the sample obtained in step (c) to determine the first portion of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure in the mRNA sample, wherein steps (a) to (c) are carried out in the same reaction vessel. Provides a method including steps that proceed sequentially with each other.

일부 실시형태에서, 본 발명은 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 mRNA 캡핑 효율을 정량화하는 방법으로서, (a) mRNA 샘플을 제공하는 단계로서, 상기 mRNA 샘플이 뉴클레오티드 서열을 포함하는 복수의 mRNA 전사체를 함유하고, mRNA 전사체의 제1 부분이 뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 캡 1 구조를 포함하는, 단계; (b) mRNA 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 단계; (c) 단계 (b)에서 수득된 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시켜, mRNA의 처음 6개의 5' 뉴클레오티드를 방출시키는 단계; 및 (d) 단계 (c)에서 수득된 샘플을 분석하여, mRNA 샘플에서 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 제1 부분을 결정하는 단계로서, 단계 (a) 내지 (c)는 동일한 반응 용기에서 서로 연속적으로 진행되는, 단계를 포함하는 방법을 제공한다.In some embodiments, the invention provides a method of quantifying mRNA capping efficiency in an mRNA sample from an IVT reaction mixture, comprising: (a) providing an mRNA sample, wherein the mRNA sample comprises a nucleotide sequence of a plurality of mRNA transcripts; wherein the first portion of the mRNA transcript comprises a Cap 1 structure at the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence; (b) contacting the mRNA sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, forming an mRNA:DNA hybrid between the oligonucleotide and the third to sixth nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript; (c) contacting the sample obtained in step (b) with a nuclease (e.g., RNase H) to release the first six 5' nucleotides of the mRNA; and (d) analyzing the sample obtained in step (c) to determine the first portion of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure in the mRNA sample, wherein steps (a) to (c) are carried out in the same reaction vessel. Provides a method including steps that proceed sequentially with each other.

일부 실시형태에서, 본 발명은 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 mRNA 캡핑 효율을 정량화하는 방법으로서, (a) mRNA 샘플을 제공하는 단계로서, 상기 mRNA 샘플이 뉴클레오티드 서열을 포함하는 복수의 mRNA 전사체를 함유하고, mRNA 전사체의 제1 부분이 뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 캡 1 구조를 포함하는, 단계; (b) mRNA 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 단계; (c) 단계 (b)에서 수득된 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시켜, mRNA의 처음 7개의 5' 뉴클레오티드를 방출시키는 단계; 및 (d) 단계 (c)에서 수득된 샘플을 분석하여, mRNA 샘플에서 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 제1 부분을 결정하는 단계로서, 단계 (a) 내지 (c)는 동일한 반응 용기에서 서로 연속적으로 진행되는, 단계를 포함하는 방법을 제공한다.In some embodiments, the invention provides a method of quantifying mRNA capping efficiency in an mRNA sample from an IVT reaction mixture, comprising: (a) providing an mRNA sample, wherein the mRNA sample comprises a nucleotide sequence of a plurality of mRNA transcripts; wherein the first portion of the mRNA transcript comprises a Cap 1 structure at the 5' end of the first nucleotide of the nucleotide sequence; (b) contacting the mRNA sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, forming an mRNA:DNA hybrid between the oligonucleotide and the fourth to seventh nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript; (c) contacting the sample obtained in step (b) with a nuclease (e.g., RNase H) to release the first 7' 5' nucleotides of the mRNA; and (d) analyzing the sample obtained in step (c) to determine the first portion of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure in the mRNA sample, wherein steps (a) to (c) are carried out in the same reaction vessel. Provides a method including steps that proceed sequentially with each other.

본 발명에 따른 방법의 한 가지 이점은 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플이 소량 필요하다는 것이다. 이는 단계 (a) 내지 (d) 사이에 추가 단계가 필요하기 때문이기도 하다. 예를 들어, 본 발명의 방법은 단계 (a) 내지 (c) 중 어느 하나 이후에 정제 단계가 수행될 것을 요구하지 않으며, 단계 (d)는 중간 단계 없이 단계 (c) 직후에 진행된다. 이와 유사하게, 본 발명의 방법은 단계 (a) 내지 (c) 중 어느 하나 이후에 추가 소화 단계가 수행될 것을 요구하지 않으며, 단계 (d)는 중간 단계 없이 단계 (c) 직후에 진행된다. 마찬가지로, 본 발명의 방법은 적용 가능한 경우 단계 (c) 후에 수행될 mRNA 전사체의 방출된 처음 5개, 6개 또는 7개의 5' 뉴클레오티드의 농축 단계를 요구하지 않으며, 단계 (d)는 중간 단계 없이 단계 (c) 직후에 진행된다.One advantage of the method according to the invention is that small amounts of mRNA sample from the IVT reaction mixture are required. This is also because additional steps are required between steps (a) to (d). For example, the process of the present invention does not require that a purification step be performed after any of steps (a) to (c), and step (d) proceeds immediately after step (c) without any intermediate steps. Similarly, the process of the present invention does not require an additional digestion step to be performed after any of steps (a) to (c), and step (d) proceeds immediately after step (c) without any intermediate steps. Likewise, the method of the present invention does not require an enrichment step of the released first 5, 6 or 7 5' nucleotides of the mRNA transcript to be performed after step (c), if applicable, and step (d) is an intermediate step. Proceeds immediately after step (c) without.

mRNA 유입량mRNA influx

정제, 소화 또는 농축의 추가 단계가 없기 때문에, 본원에 개시된 방법은 높은 샘플 효율성을 갖는다. 따라서, 일부 실시형태에서, 방법은 제공된 mRNA 샘플에서 30 내지 110 pmol 이하의 IVT mRNA, 예를 들어 제공된 mRNA 샘플에서 30 내지 100 pmol, 30 내지 90 pmol, 30 내지 80 pmol, 30 내지 70 pmol, 30 내지 60 pmol 또는 30 내지 50 pmol의 IVT mRNA의 입력을 요구한다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 방법은 제공된 mRNA 샘플에서 100 pmol 이하의 IVT mRNA의 입력을 요구한다. 실시예 1에서, 방법은 제공된 mRNA 샘플에서 55 pmol 이하의 IVT mRNA의 입력을 요구한다는 것이 입증되었다. 다른 이점 중에서, 개시된 방법에 의해 요구되는 적은 양의 입력 mRNA는 치료 조성물의 제형화에서의 사용과 같은 다운스트림 용도를 위해 IVT 반응 혼합물 중의 남아 있는 mRNA의 양을 증가시킨다.Because there are no additional steps of purification, digestion or concentration, the methods disclosed herein have high sample efficiency. Accordingly, in some embodiments, the method comprises 30 to 110 pmol or less of IVT mRNA in a given mRNA sample, e.g., 30 to 100 pmol, 30 to 90 pmol, 30 to 80 pmol, 30 to 70 pmol, 30 Requires an input of 60 pmol or 30 to 50 pmol of IVT mRNA. For example, in some embodiments, the method requires input of 100 pmol or less of IVT mRNA in a given mRNA sample. In Example 1, it was demonstrated that the method requires input of less than 55 pmol of IVT mRNA in a given mRNA sample. Among other advantages, the low amount of input mRNA required by the disclosed method increases the amount of mRNA remaining in the IVT reaction mixture for downstream uses, such as use in formulating therapeutic compositions.

분석 부피Assay volume

본 발명에 따른 방법의 추가 이점은 이 방법이 작은 총 분석 부피를 필요로 한다는 것이다. 따라서, 일부 실시형태에서, 방법은 50 내지 120 μl 이하, 예를 들어 50 내지 110 μl, 50 내지 100 μl, 50 내지 90 μl, 50 내지 80 μl, 50 내지 70 μl 또는 50 내지 60 μl의 총 분석 부피를 요구한다. 예를 들어, 일부 실시형태에서 방법은 100 μl 이하의 총 분석 부피를 필요로 한다. 실시예 1에서, 52 μl의 용량이 잘 작동한다는 것을 발견하였다. 더 작은 반응 부피를 사용하면 비용 절감, 확장 용이성, 및 공정의 자동화 시스템으로의 용이한 전환가능성을 포함한 많은 이점이 있다.A further advantage of the method according to the invention is that it requires a small total analysis volume. Accordingly, in some embodiments, the method is a total assay of 50 to 120 μl or less, such as 50 to 110 μl, 50 to 100 μl, 50 to 90 μl, 50 to 80 μl, 50 to 70 μl, or 50 to 60 μl. Requires volume. For example, in some embodiments the method requires a total analysis volume of 100 μl or less. In Example 1, it was found that a volume of 52 μl worked well. There are many advantages to using smaller reaction volumes, including cost savings, ease of scalability, and ease of transferability of the process to automated systems.

올리고뉴클레오티드oligonucleotide

본 발명의 방법에 사용하기 위한 올리고뉴클레오티드는 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 (i) 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드, (ii) 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드, 또는 (iii) 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성한다 특정 실시형태에서, 본 발명의 방법에 사용하기 위한 올리고뉴클레오티드는 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성할 수 있다. 따라서, 올리고뉴클레오티드는 적어도 4개의 DNA 염기쌍을 포함한다.Oligonucleotides for use in the methods of the present invention may be located between (i) the second to fifth nucleotides, (ii) the third to sixth nucleotides, or (iii) the fourth to seventh nucleotides of the nucleotide sequence of the oligonucleotide and the mRNA transcript. Forms an mRNA:DNA Hybrid In certain embodiments, oligonucleotides for use in the methods of the invention have a nucleotide sequence between the oligonucleotide and the second to fifth nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript, as schematically shown in Figure 3. can form an mRNA:DNA hybrid. Therefore, an oligonucleotide contains at least 4 DNA base pairs.

본 발명의 방법에 사용하기 위한 올리고뉴클레오티드는 표적외 부위(off-target sites)를 갖는 mRNA:DNA 혼성체를 형성하지 않도록 설계된다. 올리고뉴클레오티드의 특이적 어닐링은 뉴클레아제(예를 들어, RNase H) 절단이 한 부위로 향하도록, 즉, 적절하게 처음 5개의 5' 뉴클레오티드, 처음 6개의 5' 뉴클레오티드, 또는 처음 7개의 5' 올리고뉴클레오티드를 방출하도록 한다. 예를 들어, 한번의 RNase H 소화 단계로 처음 5개의 5' 뉴클레오티드만 방출하면, 고분해능 분석, 특히 캡 뉴클레오티드의 메틸화 상태를 결정하는데 적합한 저분자량 mRNA 서열 샘플이 제공된다.Oligonucleotides for use in the methods of the present invention are designed so as not to form mRNA:DNA hybrids with off-target sites. Specific annealing of oligonucleotides is such that nuclease (e.g., RNase H) cleavage is directed to one site, i.e., the first five 5' nucleotides, the first six 5' nucleotides, or the first seven 5' nucleotides, as appropriate. Allow the oligonucleotide to be released. For example, a single RNase H digestion step releasing only the first five 5' nucleotides provides a low molecular weight mRNA sequence sample suitable for high resolution analysis, particularly determining the methylation status of the cap nucleotide.

본원에 개시된 방법은 mRNA 전사체의 5' 말단에서 일어나는 하나의 절단 이벤트를 요구하기 때문에, mRNA 전사체의 나머지 부분은 온전하게 유지되고, 3' 테일의 길이를 포함한 그의 길이와 같은, mRNA 전사체의 다른 측면에 관한 추가 정보를 수집하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 일부 실시형태에서, 개시된 바와 같은 캡핑 효율 방법에 사용되는 mRNA 샘플은 mRNA 전사체의 다른 측면, 예를 들어, 전사체의 길이 또는 3' 테일의 길이를 분석하기 위한 또 다른 방법에 사용될 수 있다.Because the methods disclosed herein require one cleavage event to occur at the 5' end of the mRNA transcript, the remainder of the mRNA transcript remains intact and, equal to its length, including the length of the 3' tail, It can be used to gather additional information about other aspects of . Accordingly, in some embodiments, an mRNA sample used in a capping efficiency method as disclosed may be used in another method to analyze other aspects of the mRNA transcript, such as the length of the transcript or the length of the 3' tail. there is.

올리고뉴클레오티드의 비특이적 어닐링은 방출된 mRNA 전사체 뉴클레오티드의 더 복잡한 혼합물을 초래하고 결과적으로 분석 단계에서 분해능의 손실을 초래할 수 있다. 따라서, 이러한 분해능 손실을 최소화하기 위해서는 예를 들어 mRNA 전사체를 단축시키기 위한 초기 소화 단계의 사용을 통해, 원치 않는 방출된 mRNA 전사체 뉴클레오티드를 제거하기 위한 정제 단계의 사용 또는 mRNA 전사체를 단순화하여 올리고뉴클레오티드의 표적외 혼성화를 감소시키는 것과 같은 추가 단계가 필요할 것이다. 대조적으로, 본 발명은 초기의 단순화된 분해 단계, 정제 단계 및/또는 새로운 반응 용기로의 이송을 요구하지 않고 높은 분해능을 달성한다.Non-specific annealing of oligonucleotides may result in a more complex mixture of released mRNA transcript nucleotides and result in loss of resolution during the analysis step. Therefore, to minimize this loss of resolution, for example, through the use of an initial digestion step to shorten the mRNA transcript, through the use of a purification step to remove unwanted released mRNA transcript nucleotides, or by simplifying the mRNA transcript. Additional steps, such as reducing off-target hybridization of oligonucleotides, may be necessary. In contrast, the present invention achieves high resolution without requiring an initial simplified digestion step, purification step and/or transfer to a new reaction vessel.

일부 실시형태에서, 본 발명에 사용하기 위한 올리고뉴클레오티드는 구조 5'-[R]n[D]4[R]1-3'을 가지며, 여기서 각각의 R은 RNA 뉴클레오티드이고, 각각의 D는 DNA 뉴클레오티드이고, 아래 첨자 숫자는 각 뉴클레오티드의 수를 나타낸다. n은 적합한 용융 온도(Tm) 및 GC 함량(GC%)을 갖는 올리고뉴클레오티드를 제공하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 약 50℃ 내지 약 60℃, 더욱 전형적으로 52℃ 내지 58℃의 Tm은 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체 사이에 형성되는 mRNA:DNA 혼성체에 대해 특히 바람직할 수 있다. 약 40% 내지 약 60%의 GC%가 전형적으로 적당하다. n은 10 내지 20일 수 있다. 더욱 전형적으로, n은 11 내지 15이다.In some embodiments, oligonucleotides for use in the invention have the structure 5'-[R] n [D] 4 [R] 1 -3', wherein each R is an RNA nucleotide and each D is a DNA nucleotide. nucleotides, and the subscript numbers indicate the number of each nucleotide. n can be adjusted to provide oligonucleotides with suitable melting temperature (T m ) and GC content (GC%). For example, a T m of about 50°C to about 60°C, more typically 52°C to 58°C, may be particularly desirable for the mRNA:DNA hybrid formed between the oligonucleotide and the mRNA transcript. A GC% of about 40% to about 60% is typically suitable. n may be 10 to 20. More typically, n is 11 to 15.

본 발명자들은 다음 구조를 갖는 올리고뉴클레오티드가 특히 유용함을 발견하였다: 5'-[R]11[D]4[R]1-3'(여기서, R은 RNA 뉴클레오티드이고, D는 DNA 뉴클레오티드이고, 아래 첨자 번호는 각각의 수를 나타냄).The inventors have found that oligonucleotides with the following structure are particularly useful: 5'-[R] 11 [D] 4 [R] 1 -3' (where R is an RNA nucleotide, D is a DNA nucleotide, and Subscript numbers indicate their respective numbers).

메틸화된 RNA 뉴클레오티드를 갖는 올리고뉴클레오티드는 표적 mRNA와 더욱 안정한 이중체를 형성할 수 있다. 또한, 메틸화된 RNA 뉴클레오티드를 갖는 올리고뉴클레오티드는 후속 분석 단계 동안 샘플의 mRNA 단편과 쉽게 구별될 수 있다. 따라서, 전형적인 실시형태에서, 본 발명의 방법에 사용하기 위한 올리고뉴클레오티드의 각각의 RNA 뉴클레오티드는 메틸화되며, 예를 들어, 각각의 RNA 뉴클레오티드는 2'-O-메틸 리보스를 포함할 수 있다.Oligonucleotides with methylated RNA nucleotides can form more stable duplexes with the target mRNA. Additionally, oligonucleotides with methylated RNA nucleotides can be easily distinguished from the mRNA fragments of the sample during subsequent analysis steps. Accordingly, in a typical embodiment, each RNA nucleotide of an oligonucleotide for use in the methods of the invention is methylated, for example, each RNA nucleotide may comprise a 2'-O-methyl ribose.

본 발명의 기술 분야의 당업자는 상이한 5' UTR 서열이 상이한 올리고뉴클레오티드 서열의 사용을 필요로 한다는 것을 인식할 것이며, 따라서 본 발명의 방법은 각각 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열(즉, 캡 뉴클레오티드는 카운팅하지 않음)의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드, 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드, 또는 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체가 형성되도록, 5' UTR 또는 mRNA 전사체에 결합하기 위해 특이적으로 적응된 임의의 올리고뉴클레오티드와 함께 사용될 수 있는 것으로 예상된다.Those skilled in the art will recognize that different 5' UTR sequences require the use of different oligonucleotide sequences, and thus the methods of the present invention combine the oligonucleotide and nucleotide sequences of the mRNA transcript (i.e., cap nucleotides), respectively. is specifically adapted to bind to the 5'UTR or mRNA transcript, such that an mRNA:DNA hybrid is formed between the second to fifth nucleotides, the third to sixth nucleotides, or the fourth to seventh nucleotides (not counting). It is expected that it can be used with any oligonucleotide.

예를 들어, 일부 실시형태에서, 예시적인 5' UTR은 다음 서열을 포함한다: GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG [서열번호 2]. 일부 실시형태에서, 5' UTR은 다음 서열을 포함한다: AGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG [서열번호 3]. 일부 실시형태에서, 5' UTR은 다음 서열을 포함한다: GAGAAUAAACUAGUAUUCUUCUGGUCCCCACAGACUCAGAGAGAACCCGCCACC [서열번호 4]. 일부 실시형태에서, 5' UTR은 다음 서열을 포함한다: GGGAAAUAAGAGAGAAAAGAAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGAGCCACC [서열번호 5]. 일부 실시형태에서, 5' UTR은 다음 서열을 포함한다: GGAGAAAGCUUACC [서열번호 6]. 일부 실시형태에서, 5' UTR은 다음 서열을 포함한다: GGGAAAUAAGAGAGAAAAGAAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGACCCCGGCGCCGCCACC [서열번호 7]. 일부 실시형태에서, 5' UTR은 다음 서열을 포함한다: AGGGUCAAGAUUAGAGAACGGUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [서열번호 8]. 일부 실시형태에서, 5' UTR은 다음 서열을 포함한다: GGGUCAAGAUUAGAGAACGGUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [서열번호 9].For example, in some embodiments, an exemplary 5' UTR includes the following sequence: GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG [SEQ ID NO: 2]. In some embodiments, the 5' UTR comprises the following sequence: AGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG [SEQ ID NO: 3]. In some embodiments, the 5' UTR comprises the following sequence: GAGAAUAAACUAGUAUUCUUCUGGUCCCCACAGACUCAGAGAGAACCCGCCACC [SEQ ID NO: 4]. In some embodiments, the 5' UTR comprises the following sequence: GGGAAAUAAGAGAGAAAAGAAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGAGCCACC [SEQ ID NO: 5]. In some embodiments, the 5' UTR comprises the following sequence: GGAGAAAGCUUACC [SEQ ID NO: 6]. In some embodiments, the 5' UTR comprises the following sequence: GGGAAAUAAGAGAGAAAAGAAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGACCCCGGCGCCGCCACC [SEQ ID NO: 7]. In some embodiments, the 5' UTR comprises the following sequence: AGGGUCAAGAUUAGAGAACGGUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [SEQ ID NO: 8]. In some embodiments, the 5' UTR comprises the following sequence: GGGUCAAGAUUAGAGAACGGUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [SEQ ID NO: 9].

일부 실시형태에서, 5' UTR은 WO2013/143700의 서열번호 1 내지 1363, 서열번호 1395, 서열번호 1421 및 서열번호 1422로부터 선택된 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, 5' UTR은 WO2016/107877의 서열번호 25 내지 30 및 서열번호 319 내지 382로부터 선택된 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, 5' UTR은 WO2017/036580의 서열번호 1 내지 151로부터 선택된 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, 5' UTR은 WO2014/164253의 서열번호 4276 내지 4282로부터 선택된 서열을 포함한다.In some embodiments, the 5' UTR comprises a sequence selected from SEQ ID NO: 1 to 1363, SEQ ID NO: 1395, SEQ ID NO: 1421, and SEQ ID NO: 1422 of WO2013/143700. In some embodiments, the 5' UTR comprises sequences selected from SEQ ID NOs: 25-30 and SEQ ID NOs: 319-382 of WO2016/107877. In some embodiments, the 5' UTR comprises a sequence selected from SEQ ID NOs: 1 to 151 of WO2017/036580. In some embodiments, the 5' UTR comprises a sequence selected from SEQ ID NOs: 4276 to 4282 of WO2014/164253.

예시적인 올리고뉴클레오티드Exemplary Oligonucleotides

본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 예시적인 올리고뉴클레오티드는 다음을 포함한다: 5'-UCCAGGCGAUCTGTCC-3' (서열번호 10), 5'-UUCUCUCUUAUTTCCC-3' (서열번호 11), 5'-CUUUUCUCUCUUAUTTCCC-3' (서열번호 12), 5'-CAGAAGAAUACTAGTU-3' (서열번호 13), 5'-GGACCAGAAGAAUACTAGTU-3' (서열번호 14), 5'-CGUUCUCUAAUCUUGACCCU-3' (서열번호 15), 5'-CUCUAAUCUUGACCCU-3' (서열번호 16), 5'-CCGUUCUCUAAUCUUGACCC-3' (서열번호 17), 및 5'-CUCUAAUCUUGACCC-3' (서열번호 18). 밑줄표시된 뉴클레오티드는 DNA이다. 남은 뉴클레오티드는 RNA이다. 전형적인 실시형태에서, RNA 뉴클레오티드는 메틸화되어 있으며, 예를 들어, 이들은 2'-O-메틸 리보스를 포함할 수 있다.Exemplary oligonucleotides suitable for use in the methods of the invention include: 5'-UCCAGGCGAUC TGTC C-3' (SEQ ID NO: 10), 5'-UUCUCUCUUAU TTCC C-3' (SEQ ID NO: 11), 5 '-CUUUUCUCUCUUAU TTCC C-3' (SEQ ID NO: 12), 5'-CAGAAGAAUAC TAGT U-3' (SEQ ID NO: 13), 5'-GGACCAGAAGAAUAC TAGT U-3' (SEQ ID NO: 14), 5'-CGUUCUCUAAUCUUG ACCC U -3' (SEQ ID NO: 15), 5'-CUCUAAUCUUG ACCC U-3' (SEQ ID NO: 16), 5'-CCGUUCUCUAAUCUU GACC C-3' (SEQ ID NO: 17), and 5'-CUCUAAUCUU GACC C-3' ( SEQ ID NO: 18). The underlined nucleotides are DNA. The remaining nucleotides are RNA. In a typical embodiment, the RNA nucleotides are methylated, for example, they may contain 2'-O-methyl ribose.

본 발명에 사용하기에 특히 적합한 것으로 밝혀진 예시적인 올리고뉴클레오티드는 하기 서열을 갖는다: 5'-mUmCmCmAmGmGmCmGmAmUmCTGTCmC-3' [서열번호 1]. 이 올리고뉴클레오티드는 하기 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하는 mRNA와 함께 사용될 수 있다: GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG [서열번호 2]. 5' UTR의 올리고뉴클레오티드 결합 부위는 볼드체로 표시된다.An exemplary oligonucleotide found to be particularly suitable for use in the present invention has the following sequence: 5'-mUmCmCmAmGmGmCmGmAmUmCTGTCmC-3' [SEQ ID NO: 1]. This oligonucleotide can be used with mRNA containing the following 5' untranslated region (5' UTR): GGACAGAUCGCCUGGA GACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG [SEQ ID NO: 2]. Oligonucleotide binding sites in the 5' UTR are indicated in bold.

본 발명에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 올리고뉴클레오티드는 다음 서열을 갖는다: 5'-mUmUmCmUmCmUmCmUmUmAmUTTCCmC-3' [서열번호 19]. 이 올리고뉴클레오티드는 하기 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하는 mRNA와 함께 사용될 수 있다: GGGAAAUAAGAGAGAAAAGAAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGACCCCGGCGCCGCCACC [서열번호 7] 및 GGGAAAUAAGAGAGAAAAGAAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGAGCCACC [서열번호 5]. 5' UTR의 올리고뉴클레오티드 결합 부위는 볼드체로 표시된다.Another exemplary oligonucleotide for use in the present invention has the following sequence: 5'-mUmUmCmUmCmUmCmUmUmAmUTTCCmC-3' [SEQ ID NO: 19]. This oligonucleotide can be used with mRNA containing the following 5' untranslated region (5' UTR): GGGAAAUAAGAGAGAA AAGAAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGACCCCGGCGCCGCCACC [SEQ ID NO: 7] and GGGAAAUAAGAGAGAA AAGAAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGAGCCACC [SEQ ID NO: 5]. Oligonucleotide binding sites in the 5' UTR are indicated in bold.

본 발명에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 올리고뉴클레오티드는 다음 서열을 갖는다: 5'-mCmUmUmUmUmCmUmCmUmCmUmUmAmUTTCCmC-3' [서열번호 20]. 이 올리고뉴클레오티드는 하기 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하는 mRNA와 함께 사용될 수 있다: GGGAAAUAAGAGAGAAAAGAAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGACCCCGGCGCCGCCACC [서열번호 7] 및 GGGAAAUAAGAGAGAAAAGAAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGAGCCACC [서열번호 5]. 5' UTR의 올리고뉴클레오티드 결합 부위는 볼드체로 표시된다.Another exemplary oligonucleotide for use in the present invention has the following sequence: 5'-mCmUmUmUmUmCmUmCmUmCmUmUmUmAmUTTCCmC-3' [SEQ ID NO: 20]. This oligonucleotide can be used with mRNA containing the following 5' untranslated region (5' UTR): GGGAAAUAAGAGAGAAAAG AAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGACCCCGGCGCCGCCACC [SEQ ID NO: 7] and GGGAAAUAAGAGAGAAAAG AAGAGUAAGAAGAAAUAUAAGAGCCACC [SEQ ID NO: 5]. Oligonucleotide binding sites in the 5' UTR are indicated in bold.

본 발명에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 올리고뉴클레오티드는 다음 서열을 갖는다: 5'-mCmAmGmAmAmGmAmAmUmAmCTAGTmU-3' [서열번호 21]. 이 올리고뉴클레오티드는 하기 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하는 mRNA와 함께 사용될 수 있다: AACUAGUAUUCUUCUGGUCCCCACAGACUCAGAGAGAACCCGCCACC [서열번호 22]. 5' UTR의 올리고뉴클레오티드 결합 부위는 볼드체로 표시된다.Another exemplary oligonucleotide for use in the present invention has the following sequence: 5'-mCmAmGmAmAmGmAmAmUmAmCTAGTmU-3' [SEQ ID NO: 21]. This oligonucleotide can be used with mRNA containing the following 5' untranslated region (5' UTR): AACUAGUAUUCUUCUG GUCCCCACAGACUCAGAGAGAACCCGCCACC [SEQ ID NO: 22]. Oligonucleotide binding sites in the 5' UTR are indicated in bold.

본 발명에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 올리고뉴클레오티드는 다음 서열을 갖는다: 5'-mGmGmAmCmCmAmGmAmAmGmAmAmUmAmCTAGTmU-3' [서열번호 23]. 이 올리고뉴클레오티드는 하기 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하는 mRNA와 함께 사용될 수 있다: AACUAGUAUUCUUCUGGUCCCCACAGACUCAGAGAGAACCCGCCACC [서열번호 22]. 5' UTR의 올리고뉴클레오티드 결합 부위는 볼드체로 표시된다.Another exemplary oligonucleotide for use in the present invention has the following sequence: 5'-mGmGmAmCmCmAmGmAmAmGmAmAmUmAmCTAGTmU-3' [SEQ ID NO: 23]. This oligonucleotide can be used with mRNA containing the following 5' untranslated region (5' UTR): AACUAGUAUUCUUCUGGUCC CCACAGACUCAGAGAGAACCCGCCACC [SEQ ID NO: 22]. Oligonucleotide binding sites in the 5' UTR are indicated in bold.

본 발명에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 올리고뉴클레오티드는 다음 서열을 갖는다: 5'-mCmGmUmUmCmUmCmUmAmAmUmCmUmUmGACCCmU-3' [서열번호 24]. 이 올리고뉴클레오티드는 하기 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하는 mRNA와 함께 사용될 수 있다: AGGGUCAAGAUUAGAGAACGGUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [서열번호 8]. 5' UTR의 올리고뉴클레오티드 결합 부위는 볼드체로 표시된다.Another exemplary oligonucleotide for use in the present invention has the following sequence: 5'-mCmGmUmUmCmUmCmUmAmAmUmCmUmUmGACCCmU-3' [SEQ ID NO: 24]. This oligonucleotide can be used with mRNA containing the following 5' untranslated region (5' UTR): AGGGUCAAGAUUAGAGAACG GUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [SEQ ID NO: 8]. Oligonucleotide binding sites in the 5' UTR are indicated in bold.

본 발명에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 올리고뉴클레오티드는 다음 서열을 갖는다: 5'-mCmUmCmUmAmAmUmCmUmUmGACCCmU-3' [서열번호 25]. 이 올리고뉴클레오티드는 하기 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하는 mRNA와 함께 사용될 수 있다: AGGGUCAAGAUUAGAGAACGGUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [서열번호 8]. 5' UTR의 올리고뉴클레오티드 결합 부위는 볼드체로 표시된다.Another exemplary oligonucleotide for use in the present invention has the following sequence: 5'-mCmUmCmUmAmAmUmCmUmUmGACCCmU-3' [SEQ ID NO: 25]. This oligonucleotide can be used with mRNA containing the following 5' untranslated region (5' UTR): AGGGUCAAGAUUAGAG AACGGUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [SEQ ID NO: 8]. Oligonucleotide binding sites in the 5' UTR are indicated in bold.

본 발명에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 올리고뉴클레오티드는 다음 서열을 갖는다: 5'-mCmCmGmUmUmCmUmCmUmAmAmUmCmUmUGACCmC-3' [서열번호 26]. 이 올리고뉴클레오티드는 하기 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하는 mRNA와 함께 사용될 수 있다: GGGUCAAGAUUAGAGAACGGUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [서열번호 9]. 5' UTR의 올리고뉴클레오티드 결합 부위는 볼드체로 표시된다.Another exemplary oligonucleotide for use in the present invention has the following sequence: 5'-mCmCmGmUmUmCmUmCmUmAmAmUmCmUmUGACCmC-3' [SEQ ID NO: 26]. This oligonucleotide can be used with mRNA containing the following 5' untranslated region (5' UTR): GGGUCAAGAUUAGAGAACGG UCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [SEQ ID NO: 9]. Oligonucleotide binding sites in the 5' UTR are indicated in bold.

본 발명에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 올리고뉴클레오티드는 다음 서열을 갖는다: 5'-mCmUmCmUmAmAmUmCmUmUGACCmC-3' [서열번호 27]. 이 올리고뉴클레오티드는 하기 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하는 mRNA와 함께 사용될 수 있다: GGGUCAAGAUUAGAGAACGGUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [서열번호 9]. 5' UTR의 올리고뉴클레오티드 결합 부위는 볼드체로 표시된다.Another exemplary oligonucleotide for use in the present invention has the following sequence: 5'-mCmUmCmUmAmAmUmCmUmUGACCmC-3' [SEQ ID NO: 27]. This oligonucleotide can be used with mRNA containing the following 5' untranslated region (5' UTR): GGGUCAAGAUUAGAG AACGGUCGUAGCAUUAUCGGAGGUUCUGCCACC [SEQ ID NO: 9]. Oligonucleotide binding sites in the 5' UTR are indicated in bold.

올리고뉴클레오티드 서열에서, mU는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 우리딘을 나타내고; mC는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 시티딘을 나타내고; mA는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 아데닌을 나타내고; mG는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 구아니딘을 나타내고; A는 데옥시아데닌을 나타내고; T는 데옥시티미딘을 나타내고; G는 데옥시구아니딘을 나타내고, C는 데옥시시티딘을 나타낸다.In the oligonucleotide sequence, mU represents uridine with 2'-O-methyl ribose; mC represents cytidine with 2'-O-methyl ribose; mA represents adenine with 2'-O-methyl ribose; mG represents guanidine with 2'-O-methyl ribose; A represents deoxyadenin; T represents deoxythymidine; G represents deoxyguanidine, and C represents deoxycytidine.

뉴클레아제nuclease

본 발명에 따르면, RNA:DNA 혼성체 기질에서 RNA 및/또는 DNA 가닥의 절단을 촉매할 수 있는 뉴클레아제는 mRNA 샘플에서 mRNA 분자의 비번역 영역으로부터 첫번째 뉴클레아제를 절단하는데 사용될 수 있으며; 그러한 뉴클레아제는 비-서열 특이적이다. 일부 실시형태에서, 단일 캡핑 효율 정량화에는 하나 이상의 뉴클레아제가 사용된다.According to the present invention, a nuclease capable of catalyzing cleavage of RNA and/or DNA strands in an RNA:DNA hybrid substrate can be used to cleave the first nuclease from the untranslated region of the mRNA molecule in an mRNA sample; Such nucleases are non-sequence specific. In some embodiments, more than one nuclease is used to quantify single capping efficiency.

일부 실시형태에서, 적합한 뉴클레아제는 RNase H 또는 RNase H 유사 효소적 활성을 갖는 임의의 효소이다. 일부 실시형태에서, 적합한 뉴클레아제는 RNase S1 또는 RNase S1 유사 효소적 활성을 갖는 임의의 효소이다. 다른 실시형태에서, 적합한 뉴클레아제는 Benzonase®, 뉴클레아제 P1, 포스포디에스테르, RNase A 및 RNase T1로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, 다중 뉴클레아제; 예를 들어 RNase H 및 S1 뉴클레아제가 사용된다.In some embodiments, a suitable nuclease is RNase H or any enzyme with RNase H-like enzymatic activity. In some embodiments, a suitable nuclease is RNase S1 or any enzyme with RNase S1-like enzymatic activity. In another embodiment, suitable nucleases are selected from Benzonase®, nuclease P1, phosphodiester, RNase A and RNase T1. In some embodiments, multiple nucleases; For example, RNase H and S1 nucleases are used.

일 실시형태에서, 뉴클레아제는 RNase H이다.In one embodiment, the nuclease is RNase H.

RNase HRNase H

RNases H는 2개의 별개의 계통발생 하위유형, 유형 1 및 유형 2로 나누어지는 편재하는 효소 계열을 형성하며, 이들 중 어느 하나도 본 발명의 특정 실시형태에서 사용될 수 있다. RNases H는 상보적인 DNA 단일 가닥에 혼성화된 단일-가닥(ss) RNA를 결합한 다음, RNA:DNA 혼성체의 RNA 부분을 분해하는 공통 능력으로 통합된다. RNases H는 DNA 복제 및 재조합, 및 복구에 관련되어 있지만, 이들의 생리학적 역할은 완전히 이해되지 않았다. 시험관 내에서, 효소는 또한 RNA:DNA 혼성체에 결합하는 것보다 친화력은 낮지만, 이중-가닥(ds) DNA, ssDNA, ssRNA, 및 dsRNA에도 결합한다. 효소의 편재성으로 인해, 문헌에 알려진 RNase H에 대한 여러 서열이 있으며, 각각의 아미노산 서열은 다소 다르다. 미국 특허 번호 제5,500,370호와 마찬가지로, 미국 특허 번호 제5,268,289호에는 열안정성 RNase H가 개시되어 있다. 미국 특허 번호 제6,376,661호에는 인간 RNase H 및 조성물 및 이의 용도가 개시되어 있다. 미국 특허 번호 제6,001,652호에는 인간 유형 2 RNase H가 개시되어 있다. 미국 특허 번호 제6,071,734호에는 HBV 폴리머라제로부터의 RNase H가 개시되어 있다. 이들 RNase H 모두는 본 발명의 하나 이상의 실시형태에서 사용될 수 있다.RNases H form a ubiquitous family of enzymes that are divided into two distinct phylogenetic subtypes, Type 1 and Type 2, either of which may be used in certain embodiments of the invention. RNases H are united by their common ability to bind single-stranded (ss) RNA that has hybridized to a single strand of complementary DNA and then degrade the RNA portion of the RNA:DNA hybrid. RNases H are involved in DNA replication, recombination, and repair, but their physiological roles are not fully understood. In vitro , the enzyme also binds to double-stranded (ds) DNA, ssDNA, ssRNA, and dsRNA, although with lower affinity than to RNA:DNA hybrids. Due to the ubiquity of the enzyme, there are several sequences for RNase H known in the literature, each with somewhat different amino acid sequences. Like US Patent No. 5,500,370, US Patent No. 5,268,289 discloses thermostable RNase H. U.S. Patent No. 6,376,661 discloses human RNase H and compositions and uses thereof. US Patent No. 6,001,652 discloses human type 2 RNase H. U.S. Patent No. 6,071,734 discloses RNase H from HBV polymerase. All of these RNase Hs can be used in one or more embodiments of the invention.

분석 실행 시간Analysis run time

본 발명에 따른 방법의 또 다른 이점은 반응 단계가 완료되는 데 짧은 시간이 걸린다는 점이다. 따라서, 일부 실시형태에서, 하면, mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드를 방출하기 위해 mRNA 샘플을 올리고뉴클레오티드와 접촉시키고 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시키는 단계를 완료시키는 것은 90분 미만 걸린다. 일부 실시형태에서, 단계들은 40 - 100분, 45 - 90분, 50 - 80분, 55 - 70분 또는 60 - 70분 내에 수행된다.Another advantage of the process according to the invention is that the reaction step takes a short time to complete. Accordingly, in some embodiments, an mRNA sample is contacted with an oligonucleotide to release the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript and the sample is incubated with a nuclease (e.g., RNase H ) takes less than 90 minutes to complete the contacting step. In some embodiments, the steps are performed within 40 - 100 minutes, 45 - 90 minutes, 50 - 80 minutes, 55 - 70 minutes, or 60 - 70 minutes.

실시예 1에 설명된 바와 같이, mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드를 방출하기 위해 mRNA 샘플을 올리고뉴클레오티드와 접촉시키고 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시키는 단계는 60분 내에 수행된다. 따라서, 본 발명의 특정 실시형태에서, mRNA 샘플을 올리고뉴클레오티드와 접촉시킨 다음, 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시키는 단계는 완료되기까지 60분 이하, 또는 65분 미만을 필요로 한다. As described in Example 1, an mRNA sample is contacted with an oligonucleotide to release the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript and the sample is incubated with a nuclease (e.g., RNase H ) is carried out within 60 minutes. Accordingly, in certain embodiments of the invention, contacting the mRNA sample with the oligonucleotide and then contacting the sample with a nuclease (e.g., RNase H) takes no more than 60 minutes, or less than 65 minutes to complete. in need.

자동화automation

본 발명에 따른 방법의 한 가지 이점은 mRNA 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시키는 단계, 샘플을 뉴클레아제(예를 들어, RNase H)와 접촉시키는 단계 및 샘플을 분석하여 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체 부분을 결정하는 단계가 자동화 시스템에서 수행될 수 있다는 점이다. 자동화는 본원에 개시된 방법의 시간 효율성을 더욱 향상시킬 수 있다. 자동화는 또한 본원에 개시된 캡핑 효율을 결정하기 위한 방법의 규모 확장에 대한 이점을 갖는다. 일부 실시형태에서, 자동화는 자동화된 액체 취급 시스템의 사용을 포함한다. 특정 실시형태에서, 자동화된 액체 취급 시스템은 한번에 약 100개의 샘플을 처리한다. 예를 들어, 특정 실시형태에서, 자동화된 액체 취급 시스템은 다중-웰 플레이트(예를 들어, 96-웰 플레이트)와 함께 사용하도록 구성된다. 상업적으로 이용 가능한 액체 취급 시스템은 Microlab VANTAGE 1.3, Microlab STAR, Microlab NIMBUS96 또는 Microlab Prep(모두 Hamilton)를 포함한다. 유사한 시스템이 Tecan(예를 들어, Tecan Fluent 또는 Freedom EVO 액체 취급 플랫폼)제도 사용가능하다. 다른 자동화된 액체 취급기는 당업자에게 알려져 있을 것이다.One advantage of the method according to the invention is that the steps of contacting an mRNA sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, contacting the sample with a nuclease (e.g., RNase H), and analyzing the sample for cap 1 The advantage is that the step of determining the portion of the mRNA transcript containing the structure can be performed in an automated system. Automation can further improve the time efficiency of the methods disclosed herein. Automation also has the advantage of scaling up the method for determining capping efficiency disclosed herein. In some embodiments, automation includes the use of an automated liquid handling system. In certain embodiments, the automated liquid handling system processes approximately 100 samples at a time. For example, in certain embodiments, the automated liquid handling system is configured for use with multi-well plates (e.g., 96-well plates). Commercially available liquid handling systems include Microlab VANTAGE 1.3, Microlab STAR, Microlab NIMBUS96, or Microlab Prep (all Hamilton). Similar systems are also available from Tecan (e.g., Tecan Fluent or Freedom EVO liquid handling platforms). Other automated liquid handling devices will be known to those skilled in the art.

크로마토그래피 분리Chromatographic separation

뉴클레아제 처리된(예를 들어, RNase H-처리된) 샘플이 분석되어, mRNA 샘플의 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 부분을 결정한다. 전형적인 실시형태에서, 본 발명은 크로마토그래피를 이용하여 캡 1을 포함하는 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드에 상응하는 뉴클레오티드, 캡 0 및/또는 캡 G를 포함하는 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드에 상응하는 뉴클레오티드, 및/또는 캡 구조가 결여된 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드에 상응하는 뉴클레오티드를 분리한다.Nuclease treated (e.g., RNase H-treated) samples are analyzed to determine the portion of the mRNA transcript that contains the Cap 1 structure of the mRNA sample. In a typical embodiment, the invention utilizes chromatography to obtain nucleotides corresponding to the first 5, 6 or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of an mRNA transcript comprising Cap 1, Cap 0 and/or Cap G. A nucleotide corresponding to the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of an mRNA transcript, and/or a nucleotide corresponding to the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of an mRNA transcript lacking a cap structure Separate nucleotides.

일부 실시형태에서, mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드를 포함하는 mRNA 샘플은 박층 크로마토그래피("TLC")에 적용될 수 있다.In some embodiments, an mRNA sample comprising the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript may be subjected to thin layer chromatography (“TLC”).

특정 실시형태에서, 단계 (d)에 따른 분석은 단계 (c)에서 수득된 샘플을 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)로 분석하는 것을 포함한다. 용어 "HPLC"는 본원에 사용된 바와 같이, 또한 초고성능 액체 크로마토그래피(UHPLC)와 관련된다.In certain embodiments, analysis according to step (d) includes analyzing the sample obtained in step (c) by high performance liquid chromatography (HPLC). The term “HPLC,” as used herein, also relates to ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC).

특정 실시형태에서, 본 발명에 따른 방법은 단계 (d)에서 수행되는 분석을 위해 UHPLC를 사용한다. UHPLC는 전형적으로 2 μm보다 작은(예를 들어, 1.7 μm) 입자로 채워진 컬럼을 사용한다. UHPLC 시스템은 일반적으로 6000 psi보다 높은 압력(예를 들어, 최대 15,000 psi)을 사용하므로, 속도가 빨라지고 유속이 높아진다. 작은 입자 크기와 결합하여, UHPLC는 기존 HPLC 시스템에 비해 우수한 해상도와 감도를 제공한다(예를 들어, Swartz, M.E., "Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC): an introduction", Separation Science Redefined (2005) 참조).In a particular embodiment, the method according to the invention uses UHPLC for the analysis performed in step (d). UHPLC typically uses columns packed with particles smaller than 2 μm (e.g., 1.7 μm). UHPLC systems typically use pressures greater than 6000 psi (e.g., up to 15,000 psi), resulting in faster speeds and higher flow rates. Combined with small particle sizes, UHPLC offers superior resolution and sensitivity compared to conventional HPLC systems (see, e.g., Swartz, M.E., "Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC): an introduction", Separation Science Redefined (2005) ).

HPLC는 사용된 컬럼에 따라 다양한 샘플 분리 방법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 적합한 크로마토그래피 컬럼은 음이온 교환 컬럼, 양이온 교환 컬럼, 역상 HPLC 컬럼, 소수성 상호작용 컬럼, 크기 배제 컬럼 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특정 실시형태에서, 역상 HPLC 컬럼, 예를 들어 역상 UHPLC 컬럼이 사용된다. 특정 실시형태에서, 단계 (d)에 따른 분석은 단계 (c)에서 수득된 샘플을 C18 역상 UHPLC 컬럼으로 분석하는 것을 포함한다. 본 발명자들은 C18 2.1 x 100 mm 컬럼이 특히 유용하다는 것을 발견하였다. 일부 실시형태에서, 샘플을 (예를 들어, 약 50℃로) 가열하거나, 또는 가열된 크로마토그래피 컬럼에 샘플을 적용하는 것이 바람직할 수 있다.HPLC can involve a variety of sample separation methods depending on the column used. For example, in some embodiments, a suitable chromatography column is selected from the group consisting of an anion exchange column, cation exchange column, reversed phase HPLC column, hydrophobic interaction column, size exclusion column, or combinations thereof. In certain embodiments, a reversed phase HPLC column is used, such as a reversed phase UHPLC column. In certain embodiments, analysis according to step (d) includes analyzing the sample obtained in step (c) on a C18 reversed phase UHPLC column. The inventors have found the C18 2.1 x 100 mm column to be particularly useful. In some embodiments, it may be desirable to heat the sample (e.g., to about 50° C.) or to apply the sample to a heated chromatography column.

당업자에게 공지된 바와 같이, 이온 교환기 (예를 들어, 음이온 교환기 및/또는 양이온 교환기)는 매트릭스 및 부착된 하전 기와 관련하여 다양한 물질을 기반으로 할 수 있다. 예를 들어, 언급된 물질이 다소 가교될 수 있는 다음 매트릭스가 사용될 수 있다: 아가로스-기반 매트릭스(예컨대 Sepharose™ CL-6B, Sepharose™ Fast Flow 및 Sepharose™ High Performance), 셀룰로스-기반 매트릭스(예컨대 DEAE Sephacel®), 덱스트란-기반 매트릭스(예컨대 SEPHADEX®), 실리카-기반 매트릭스 및 합성 중합체-기반 매트릭스.As known to those skilled in the art, ion exchangers ( e.g. anion exchangers and/or cation exchangers) can be based on a variety of materials with respect to the matrix and attached charged groups. For example, the following matrices can be used, in which the mentioned materials can be more or less crosslinked: agarose-based matrices (e.g. Sepharose™ CL-6B, Sepharose™ Fast Flow and Sepharose™ High Performance), cellulose-based matrices (e.g. DEAE Sephacel®), dextran-based matrices (such as SEPHADEX®), silica-based matrices and synthetic polymer-based matrices.

이온 교환 수지는 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 전형적으로, 수지가 그의 반대 이온을 결합하도록 하는 평형 완충액은 샘플을 수지에 로딩하기 전에 이온 교환 수지를 통과할 수 있다. 편리하게도, 평형 완충액은 로딩 버퍼와 동일할 수 있지만 필수는 아니다. 한 실시형태에서, 이온 교환 수지는 샘플의 용출 후 재생 완충액으로 재생될 수 있어, 컬럼이 재사용될 수 있다. 일반적으로, 재생 완충액의 염 농도 및/또는 pH는 실질적으로 모든 오염물질 및 모든 남은 샘플이 이온 교환 수지로부터 용출되도록 할 수 있다. 일반적으로, 재생 완충액은 이온 교환 수지로부터의 오염물질과 뉴클레오티드를 용출시키기 위한 염 농도가 매우 높다.Ion exchange resins can be prepared according to known methods. Typically, an equilibration buffer that causes the resin to bind its counter ions can be passed through the ion exchange resin prior to loading the sample onto the resin. Conveniently, the equilibration buffer can be the same as the loading buffer, but this is not required. In one embodiment, the ion exchange resin can be regenerated with regeneration buffer after elution of the sample, so that the column can be reused. Generally, the salt concentration and/or pH of the regeneration buffer is such that substantially all contaminants and all remaining sample are eluted from the ion exchange resin. Typically, the regeneration buffer has a very high salt concentration to elute contaminants and nucleotides from the ion exchange resin.

일부 실시형태에서, 단계 (c)에서 수득된 샘플은 단계 (d)에 따른 분석을 위해 음이온 교환 크로마토그래피에 적용된다. 뉴클레오티드의 고해상도 분석은 Ausser, W.A., et al., "High-resolution analysis and purification of synthetic oligonucleotides with strong anion-exchange HPLC", Biotechniques, 19: 136-139 (1995)에 기재된 바와 같이 수행될 수 있다. 음이온 교환 수지의 경우, 매트릭스에 공유 결합된 하전된 기는 예를 들어, 디에틸아미노에틸(DEAE), 4차 아미노에틸(QAE), 및/또는 4차 암모늄(Q)일 수 있다. 일부 실시형태에서, 사용된 음이온 교환 수지는 Q Sepharose 컬럼이다. 음이온 교환 크로마토그래피는 예를 들어, 예를 들어, Q Sepharose™ 패스트 플로우, Q Sepharose™ 고성능, Q Sepharose™ XL, Capto™ Q, DEAE, TOYOPEARL Gigacap® Q, Fractogel® TMAE (트리메틸아미노에틸, 4차 암모니아 수지), Eshmuno™ Q, Nuvia™ Q, 또는 UNOsphere™ Q를 사용하여 수행될 수 있다. 다른 음이온 교환기로는 4차 아민 수지 또는 "Q-resins"(예를 들어, CaptoTM-Q, Q-Sepharose®, QAE Sephadex®); 디에틸아미노에탄 수지(예를 들어, DEAE-Trisacryl®, DEAE Sepharose®, 벤조일화 나프토일화 DEAE, 디에틸아미노에틸 Sephacel®); Amberjet® 수지; Amberlyst® 수지; Amberlite® 수지(예를 들어, Amberlite® IRA-67, Amberlite® 강염기성, Amberlite® 약염기성), 콜레스티라민 수지, ProPac® 수지(예를 들어, ProPac® SAX-10, ProPac® WAX-10, ProPac® WCX-10); TSK-GEL® 수지(예를 들어, TSKgel DEAE-NPR; TSKgel DEAE-5PW); 및 Acclaim® 수지가 포함된다.In some embodiments, the sample obtained in step (c) is subjected to anion exchange chromatography for analysis according to step (d). High-resolution analysis of nucleotides can be performed as described in Ausser, WA, et al., "High-resolution analysis and purification of synthetic oligonucleotides with strong anion-exchange HPLC", Biotechniques, 19: 136-139 (1995). For anion exchange resins, the charged groups covalently attached to the matrix can be, for example, diethylaminoethyl (DEAE), quaternary aminoethyl (QAE), and/or quaternary ammonium (Q). In some embodiments, the anion exchange resin used is a Q Sepharose column. Anion exchange chromatography is performed, for example, by Q Sepharose™ Fast Flow, Q Sepharose™ High Performance, Q Sepharose™ XL, Capto™ Q, DEAE, TOYOPEARL Gigacap® Q, Fractogel® TMAE (trimethylaminoethyl, quaternary ammonia resin), Eshmuno™ Q, Nuvia™ Q, or UNOsphere™ Q. Other anion exchangers include quaternary amine resins or “Q-resins” ( e.g. Capto TM -Q, Q-Sepharose ® , QAE Sephadex ® ); diethylaminoethane resins ( e.g., DEAE-Trisacryl ® , DEAE Sepharose ® , benzoylated naphthoylated DEAE, diethylaminoethyl Sephacel ® ); Amberjet ® resin; Amberlyst ® resin; Amberlite ® resin ( e.g., Amberlite ® IRA-67, Amberlite ® strong base, Amberlite ® weak base), cholestyramine resin, ProPac ® resin (e.g., ProPac ® SAX-10, ProPac ® WAX-10, ProPac ® WCX-10); TSK-GEL ® resin ( e.g., TSKgel DEAE-NPR; TSKgel DEAE-5PW); and Acclaim ® resin.

음이온 교환 크로마토그래피를 위한 전형적인 이동상에는 극성 용액, 예컨대 물, 아세토니트릴, 유기 알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올, 또는 2-(N-모르폴리노)-에탄술폰산(MES)을 함유하는 용액이 포함된다. 따라서, 특정 실시형태에서, 이동상은 약 0%, 1%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 약 100% 극성 용액을 포함한다. 특정 실시형태에서, 이동상은 분리 과정 중 임의의 시점에서 약 1% 내지 약 100%, 약 5% 내지 약 95%, 약 10% 내지 약 90%, 약 20% 내지 약 80%, 약 30% 내지 약 70%, 또는 약 40% 내지 약 60% 극성 용액을 포함한다.Typical mobile phases for anion exchange chromatography include polar solutions such as water, acetonitrile, organic alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, or solutions containing 2-(N-morpholino)-ethanesulfonic acid (MES). do. Accordingly, in certain embodiments, the mobile phase is about 0%, 1%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 20%, 25%, 30%. %, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, or about 100% polar solution. . In certain embodiments, the mobile phase is at about 1% to about 100%, about 5% to about 95%, about 10% to about 90%, about 20% to about 80%, about 30% to about 30% at any point during the separation process. and about 70% polar solution, or about 40% to about 60% polar solution.

일반적으로, 캡핑되지 않은 mRNA는 강한 음이온 교환 컬럼의 고정된 양전하에 흡착되고, 사전결정된 유속에서 이동상을 사용하여 증가하는 이온 강도의 구배는 양전하를 띤 컬럼과의 이온 상호작용의 강도에 비례하여, 캡핑된 종(양전하를 지닌 캡)을 컬럼으로부터 용출시킨다. 캡 구조가 결여된 보다 음으로 하전된(더 산성인) mRNA 뉴클레오티드는 덜 음으로 하전된(덜 산성인) 캡핑된 종보다 늦게 용출된다.Typically, uncapped mRNA is adsorbed to a fixed positive charge on a strong anion exchange column, and a gradient of increasing ionic strength using a mobile phase at a predetermined flow rate is proportional to the strength of ionic interaction with the positively charged column. The capped species (cap with positive charge) is eluted from the column. More negatively charged (more acidic) mRNA nucleotides lacking a cap structure elute later than less negatively charged (less acidic) capped species.

일부 실시형태에서, 단계 (d)에 따른 분석은 단계 (c)에서 얻은 것과 동일한 것을 양이온 교환 크로마토그래피, 예를 들어 설포프로필(SP) 양이온 교환 크로마토그래피에 적용하는 것을 포함한다. 다른 양이온 크로마토그래피 막 또는 수지, 예를 들어, MUSTANG™ S 막, S- Sepharose™ 수지, 또는 Blue Sepharose™ 수지가 사용될 수 있다.In some embodiments, the analysis according to step (d) involves subjecting the same obtained in step (c) to cation exchange chromatography, such as sulfopropyl (SP) cation exchange chromatography. Other cation chromatography membranes or resins may be used, such as MUSTANG™ S membrane, S- Sepharose™ resin, or Blue Sepharose™ resin.

일부 실시형태에서, 단계 (d)에 따른 분석은 단계 (c)에서 얻은 것과 동일한 것을 소수성 상호작용 크로마토그래피(HIC)에 적용하는 것을 포함한다. 소수성 상호작용 크로마토그래피는 극성 또는 비극성 환경에 대해 주어진 분자의 인력을 활용하며, 핵산의 경우 이러한 성향은 뉴클레오티드의 소수성 또는 친수성과 이에 대한 변형에 의해 좌우된다. 따라서, 핵산은 소수성 매트릭스, 전형적으로 사슬 길이가 2 내지 18개 탄소인 알킬 링커 암을 갖는 비활성 지지체에 대한 다양한 인력 정도에 따라 분류된다. 고정상은 친수성 중합체 백본(예를 들어, 가교된 Sepharose™, 덱스트란, 또는 아가로스)에 부착된 작은 비-극성 기(부틸, 옥틸 또는 페닐)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 소수성 상호작용 크로마토그래피는 페닐 크로마토그래피를 포함한다. 다른 실시형태에서, 소수성 상호작용 크로마토그래피는 부틸 크로마토그래피 또는 옥틸 크로마토그래피를 포함한다.In some embodiments, the analysis according to step (d) includes subjecting the same obtained in step (c) to hydrophobic interaction chromatography (HIC). Hydrophobic interaction chromatography exploits the attractive force of a given molecule toward a polar or non-polar environment, and in the case of nucleic acids, this tendency is governed by the hydrophobicity or hydrophilicity of the nucleotide and modifications thereto. Accordingly, nucleic acids are classified according to their varying degrees of attraction to a hydrophobic matrix, an inert support typically having an alkyl linker arm with a chain length of 2 to 18 carbons. The stationary phase comprises small non-polar groups (butyl, octyl, or phenyl) attached to a hydrophilic polymer backbone ( e.g., cross-linked Sepharose™, dextran, or agarose). In some embodiments, hydrophobic interaction chromatography includes phenyl chromatography. In another embodiment, hydrophobic interaction chromatography includes butyl chromatography or octyl chromatography.

일부 실시형태에서, 단계 (d)에 따른 분석은 단계 (c)에서 얻은 것과 동일한 것을 역상-HPLC에 적용하는 것을 포함한다. 역상 HPLC는 비극성 고정상 및 중간 극성 이동상을 포함한다. 일부 실시형태에서, 고정상은 예를 들어, RMe2SiCl로 처리된 실리카이며, 여기서 R은 직쇄 알킬 기, 예컨대 C18H37 또는 C8H17이다. 따라서, 본질적으로 더욱 비극성인 분자의 경우 머무름 시간이 길어져서 극성 분자가 더 용이하게 용출될 수 있다. 이동상에 극성 용매를 첨가하면 머무름 시간이 늘어나고, 소수성 용매를 많이 첨가하면 머무름 시간이 감소된다. 변경될 수 있는 다른 매개변수는 이동상 유속 및 온도를 포함한다. 분석물로서 특정 RNA 분자의 특성은 그의 머무름 특성에 중요한 역할을 할 수 있다. 일반적으로, 비극성 작용기(예를 들어, 메틸 기)를 더 많이 갖는 분석물은 분자의 소수성을 증가시키기 때문에 머무름 시간이 길어진다. 본 발명의 실시형태에 사용하기 위해 조정될 수 있는 역상-HPLC를 사용하여 RNA 종의 고분해능을 위한 프로토콜은 당업계에 공지되어 있다(예를 들어, 미국 특허 제8,383,340호; Gilar, M., "Analysis and purification of synthetic oligonucleotides by reversed-phase high-performance liquid chromatography with photodiode array and mass spectrometry detection", Anal. Biochem., 298: 196-206 (2001) 참조). 일부 실시형태에서, 트리에틸암모늄 아세테이트(TEAA) 완충액은 캡을 포함하는 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드의 분리 및 특성화를 위해 UV 검출과 함께 사용된다.In some embodiments, the analysis according to step (d) includes subjecting the same obtained in step (c) to reverse phase-HPLC. Reverse-phase HPLC includes a non-polar stationary phase and a moderately polar mobile phase. In some embodiments, the stationary phase is silica treated, for example, with RMe 2 SiCl, where R is a straight chain alkyl group, such as C 18 H 37 or C 8 H 17 . Therefore, for molecules that are more non-polar in nature, the retention time is longer so that polar molecules can be more easily eluted. Adding a polar solvent to the mobile phase increases the retention time, and adding a large amount of hydrophobic solvent decreases the retention time. Other parameters that can be changed include mobile phase flow rate and temperature. The nature of a particular RNA molecule as an analyte can play an important role in its retention properties. In general, analytes with more nonpolar functional groups (e.g., methyl groups) have longer retention times because they increase the hydrophobicity of the molecule. Protocols for high resolution of RNA species using reversed-phase-HPLC that can be adapted for use in embodiments of the invention are known in the art (e.g., U.S. Pat. No. 8,383,340; Gilar, M., “Analysis and purification of synthetic oligonucleotides by reversed-phase high-performance liquid chromatography with photodiode array and mass spectrometry detection", Anal. Biochem., 298: 196-206 (2001). In some embodiments, triethylammonium acetate (TEAA) buffer is used with UV detection for isolation and characterization of the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of an mRNA transcript, including the cap.

일부 실시형태에서, 방법의 단계 (d)에 따른 분석은 본원에 개시된 하나 이상의 크로마토그래피 분리 방법들의 조합을 활용한다. 예를 들어, 본 발명의 특정 실시형태는 역상 이온쌍 크로마토그래피를 이용할 수 있으며, 이에 따라 분리는 소수성 및 분자와 결합된 음이온의 수에 기초한다. 매트릭스는 실리카-기반일 수 있다(예를 들어, Murray et al., Anal. Biochem., 218:177-184 (1994)). 비-다공성, 비활성 중합체 수지가 특정 실시형태에서 사용될 수 있다(예를 들어, Huber, C.G., "High-resolution liquid chromatography of oligonucleotides on nonporous alkylated styrene-divinylbenzene copolymers", Anal. Biochem., 212: 351-358 (1993) 참조).In some embodiments, the analysis according to step (d) of the method utilizes a combination of one or more chromatographic separation methods disclosed herein. For example, certain embodiments of the invention may utilize reversed-phase ion pair chromatography, whereby separation is based on the hydrophobicity and number of anions associated with the molecule. The matrix may be silica-based (e.g., Murray et al., Anal. Biochem., 218:177-184 (1994)). Non-porous, inert polymeric resins may be used in certain embodiments (see, e.g., Huber, C.G., “High-resolution liquid chromatography of oligonucleotides on nonporous alkylated styrene-divinylbenzene copolymers”, Anal. Biochem., 212: 351- 358 (1993)).

특정 실시형태에서, 단계 (d)에 따른 분석은 질량 분석법("MS")과 결합된 크로마토그래피(예를 들어, HPLC, 특히 UHPLC)를 포함할 수 있다. 적합한 LC-MS 방법이 당업계에 공지되어 있다. 이러한 방법은 전형적으로 MS 검출과 호환되는 수성 트리에틸아민-헥사플루오로이소프로판올(TEA HFIP) 완충액을 사용한다(Apffel, A., et al., "New procedure for the use of HPLC-ESI MS for the analysis of nucleotides and oligonucleotides", J. Chromatogr. A, 777: 3-21 (1997)). 예를 들어, 최적화된 TEA-HFIP 이동상은 캡을 포함하는 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드의 LC-MS 분리 및 특성화를 위해 사용될 수 있다. 특정 실시형태에서, 수성 완충액은 pH 8.3의 100 mM HFIP 및 8. 6 mM TEA를 포함한다. 특정 실시형태에서, 최대 50% 메탄올과 결합된 100 mM HFIP/ 8.6 mM TEA, pH 8.3의 수용액을 포함하는 이동상이 본 발명에 따른 방법에 사용된다. 대안적으로, 트리에틸암모늄 중탄산염 이동상은 컬럼 후 아세토니트릴을 용출액에 첨가하여 올리고뉴클레오티드 분리에 사용될 수 있다. 이온쌍 완충액은 최상의 MS 검출 감도를 제공하도록 선택될 수 있다. 특정 실시형태에서, 단계 (d)에 따른 분석은 탠덤 질량 분석법(LC-MS/MS)과 결합된 크로마토그래피 (예를 들어, HPLC)를 포함할 수 있다. 발명자들은 초고성능 액체 크로마토그래피-사중극자 비행 시간 질량 분석법(UHPLC/Q-TOF-MS)이 본 발명의 단계 (d)에 따른 분석에 특히 적합한 방법이라는 것을 발견했다. 따라서, 특정 실시형태에서, 본 발명에 따른 방법은 초고성능 액체 크로마토그래피-사중극자 비행 시간 질량 분석법(UHPLC/Q-TOF-MS)을 사용하여 단계 (d)의 분석을 수행한다.In certain embodiments, analysis according to step (d) may include chromatography (e.g., HPLC, especially UHPLC) coupled to mass spectrometry (“MS”). Suitable LC-MS methods are known in the art. These methods typically use aqueous triethylamine-hexafluoroisopropanol (TEA HFIP) buffer, which is compatible with MS detection (Apffel, A., et al., "New procedure for the use of HPLC-ESI MS for the analysis of nucleotides and oligonucleotides", J. Chromatogr. A, 777: 3-21 (1997)). For example, the optimized TEA-HFIP mobile phase can be used for LC-MS separation and characterization of the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of an mRNA transcript, including the cap. In a specific embodiment, the aqueous buffer includes 100 mM HFIP at pH 8.3 and 8.6 mM TEA. In a specific embodiment, a mobile phase comprising an aqueous solution of 100 mM HFIP/8.6 mM TEA, pH 8.3, combined with up to 50% methanol is used in the process according to the invention. Alternatively, triethylammonium bicarbonate mobile phase can be used for oligonucleotide separation by adding acetonitrile to the eluate after the column. Ion pair buffers can be selected to provide the best MS detection sensitivity. In certain embodiments, analysis according to step (d) may include chromatography (e.g., HPLC) coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The inventors have found that ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry (UHPLC/Q-TOF-MS) is a particularly suitable method for analysis according to step (d) of the present invention. Accordingly, in a particular embodiment, the method according to the invention performs the analysis of step (d) using ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry (UHPLC/Q-TOF-MS).

일부 실시형태에서, 단계 (d)에 따른 MS 또는 LC-MS에 의한 샘플 분석은 200 내지 6000 m/z, 또는 250 내지 5000 m/z, 또는 300 내지 4000 m/z의 스캔 범위에 걸친 분석을 포함한다. 특정 실시형태에서, 단계 (d)에 따른 MS 또는 LC-MS에 의한 샘플 분석은 400 내지 3200 m/z의 스캔 범위에 걸친 분석을 포함한다.In some embodiments, analysis of a sample by MS or LC-MS according to step (d) comprises analysis over a scan range of 200 to 6000 m/z, or 250 to 5000 m/z, or 300 to 4000 m/z. Includes. In certain embodiments, analysis of a sample by MS or LC-MS according to step (d) includes analysis over a scan range of 400 to 3200 m/z.

메틸화 프로파일Methylation profile

특정 실시형태에서, 캡 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 메틸화 프로파일을 특징으로 한다. 일부 실시형태에서, "메틸화 프로파일"은 이동상 컬럼에 추가된 후 시점에 크로마토그래피 컬럼으로부터 용출되는 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드의 양에 해당하는 값 세트를 지칭한다. 위에 기재된 바와 같이, 본질적으로 더 비극성인, 메틸화된 캡과 끝에서 두 번째 뉴클레오티드의 머무름 시간은 더 쉽게 용출되는 극성 분자에 비해 증가된다. 따라서, 일부 실시형태에서, 본 발명의 방법의 단계 (c)에서 방출된 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드의 머무름 시간은 단계 (d)에서 수행된 크로마토그래피 분석 단계 동안 사용된 이동상에 극성 용매를 첨가함으로써 증가될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 방법의 단계 (c)에서 방출된 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드의 머무름 시간은 단계 (d)에서 수행된 크로마토그래피 분석 단계 동안 사용된 이동상에 소수성 용매를 첨가함으로써 감소될 수 있다.In certain embodiments, the mRNA transcript comprising the cap structure is characterized by a methylation profile. In some embodiments, “methylation profile” refers to a set of values corresponding to the amount of the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of an mRNA transcript eluted from a chromatography column at a time after addition to the mobile phase column. do. As described above, the retention time of the methylated cap and penultimate nucleotide, which are more non-polar in nature, is increased compared to the more easily eluted polar molecules. Accordingly, in some embodiments, the retention time of the first 5, 6, or 7 nucleotides released in step (c) of the method of the invention is determined by the polarity of the mobile phase used during the chromatographic analysis step performed in step (d). It can be increased by adding solvent. In some embodiments, the retention time of the first 5, 6 or 7 nucleotides released in step (c) of the method of the invention is determined by adding a hydrophobic solvent to the mobile phase used during the chromatographic analysis step performed in step (d). It can be reduced by adding

피크 분석peak analysis

일부 실시형태에서, 본원에 개시된 방법의 단계 (d)에 따른 분석은 크로마토그램에서 각 피크 면적의 자동화된 통합을 포함한다. 예를 들어, 데이터는 전체 크로마토그램의 총 통합 피크 면적에 대한 특정 종의 통합 피크 면적의 백분율을 나타내는 면적 백분율 값으로 표시될 수 있다.In some embodiments, analysis according to step (d) of the methods disclosed herein includes automated integration of the area of each peak in the chromatogram. For example, data can be expressed as an area percentage value, which represents the percentage of the integrated peak area of a particular species relative to the total integrated peak area of the entire chromatogram.

일부 실시형태에서, 본원에 개시된 방법의 단계 (d)에 따른 분석은 HPLC 분석후 크로마토그램(들)의 각각의 피크의 비교를 포함한다. 특정 실시형태에서, 본원에 개시된 방법의 단계 (d)에 따른 분석은 질량 분석법 분석(예를 들어, LC-MS)후 크로마토그램(들)의 각각의 피크의 총 이온수의 비교를 포함한다.In some embodiments, analysis according to step (d) of the methods disclosed herein includes comparison of individual peaks in the chromatogram(s) following HPLC analysis. In certain embodiments, analysis according to step (d) of the methods disclosed herein includes comparison of the total ion number of each peak of the chromatogram(s) following mass spectrometry analysis (e.g., LC-MS).

일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드의 부분은 다른 캡 구조(예를 들어, 캡 0 또는 캡 G)을 포함하거나, 또는 캡 구조가 결여된 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드의 부분에 대해 결정된다.In some embodiments, the portion of the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure comprises another cap structure (e.g., Cap 0 or Cap G), or It is determined for the portion of the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript that lacks the cap structure.

특정 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개의 뉴클레오티드의 부분은 다른 캡 구조(예를 들어, 캡 0 또는 캡 G)을 포함하거나, 또는 캡 구조가 결여된 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개의 뉴클레오티드의 부분에 대해 결정된다.In certain embodiments, the portion of the first five nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript comprising the cap 1 structure comprises another cap structure (e.g., cap 0 or cap G), or the mRNA lacks the cap structure. It is determined for the first five nucleotides of the nucleotide sequence of the transcript.

대조군 샘플control sample

일부 실시형태에서, 본 발명의 방법의 단계 (d)에 따른 분석은 하나 이상의 대조군 샘플을 참조하여 수행된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 본 발명의 방법의 단계 (d)에 따른 분석은 본 발명에 따른 mRNA 샘플 내 mRNA의 뉴클레오티드 서열의 각각 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드에 상응하는 합성된 올리고뉴클레오티드를 포함하는 캡핑되지 않은 대조군 샘플을 참조하여 수행된다.In some embodiments, the analysis according to step (d) of the method of the invention is performed with reference to one or more control samples. For example, in some embodiments, the analysis according to step (d) of the method of the present invention may be performed using synthesized nucleotides corresponding to the first 5, 6 or 7 nucleotides, respectively, of the nucleotide sequence of the mRNA in the mRNA sample according to the invention. This is performed with reference to an uncapped control sample containing oligonucleotides.

다른 실시형태에서, 적합한 대조군 샘플은 (i) 5' 캡 구조를 포함하는 적절한 경우 5개, 6개, 또는 7개의 뉴클레오티드의 서열, 및 (ii) 캡 구조가 결여된 적절한 경우 5개, 6개, 또는 7개의 뉴클레오티드의 서열을 참조를 제공하기 위해 정의된 비율(예를 들어, 9:1)로 포함할 수 있다. 예를 들어, mRNA 전사체의 처음 5개의 5' 뉴클레오티드의 효소적 방출을 위해 올리고뉴클레오티드가 설계되는 경우, 대조군 샘플은 (i) 5' 캡 1 구조를 포함하는 5개의 뉴클레오티드의 서열, 및 (ii) 캡 구조가 결여된 5개의 뉴클레오티드의 서열을 참조를 제공하기 위해 정의된 비율로 함유할 수 있다. 특정 실시형태에서, 대조군 샘플은 (i) 5' 캡 1 구조를 포함하는 5개의 뉴클레오티드의 서열, 및 (ii) 캡 구조가 결여된 5개의 뉴클레오티드의 서열을 9:1의 비율로 함유한다.In other embodiments, suitable control samples include (i) a sequence of 5, 6, or 7 nucleotides, as appropriate, comprising a 5' cap structure, and (ii) 5, 6, or 7 nucleotides, as appropriate, lacking the cap structure. , or a sequence of 7 nucleotides in a defined ratio (e.g., 9:1) to provide a reference. For example, if an oligonucleotide is designed for enzymatic release of the first five 5' nucleotides of an mRNA transcript, the control sample contains (i) a sequence of five nucleotides containing the 5' Cap 1 structure, and (ii) ) may contain sequences of five nucleotides lacking the cap structure in defined ratios to provide a reference. In certain embodiments, the control sample contains a 9:1 ratio of (i) a sequence of 5 nucleotides comprising the 5' cap 1 structure, and (ii) a sequence of 5 nucleotides lacking the cap structure.

일부 실시형태에서, 하나 이상의 대조군 샘플은 본 발명의 방법의 단계 (d)에 따른 분석의 일부로서 보정 단계에서 사용된다. 일부 실시형태에서, 대조군 샘플은 대조군 샘플의 용출 시간 및/또는 피크 강도를 측정하여 기계 보정을 모니터링하는 데 사용된다. 일부 실시형태에서, mRNA의 뉴클레오티드 서열의 각각 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드에 상응하는 합성된 올리고뉴클레오티드를 포함하는 대조군 샘플은 본 발명의 방법의 단계 (d)에 따라 분석하여 기계 보정을 모니터링한다.In some embodiments, one or more control samples are used in the calibration step as part of the analysis according to step (d) of the method of the invention. In some embodiments, control samples are used to monitor instrument calibration by measuring the elution time and/or peak intensity of the control sample. In some embodiments, a control sample comprising synthesized oligonucleotides corresponding to the first 5, 6, or 7 nucleotides, respectively, of the nucleotide sequence of the mRNA is analyzed according to step (d) of the method of the invention to perform machine calibration. Monitor.

일부 실시형태에서, 하나 이상의 대조군 샘플은 참조 크로마토그램을 제공하기 위해 단계 (c)에 따라 수득된 샘플의 분석과 병행하여 실행된다. 일부 실시형태에서, 대조군 샘플은 단계 (c)에 따라 수득된 샘플이 단계 (c)에 따라 수득된 샘플 및 하나 이상의 대조군 샘플의 동시 측정을 위해 하나 이상의 대조군 샘플로 스파이킹될 수 있도록, 변형, 예를 들어 중수소화되거나, 방사성표지된다.In some embodiments, one or more control samples are run in parallel with the analysis of the sample obtained according to step (c) to provide a reference chromatogram. In some embodiments, the control sample is modified such that the sample obtained according to step (c) can be spiked with one or more control samples for simultaneous measurement of the sample obtained according to step (c) and one or more control samples, For example, it may be deuterated or radiolabeled.

캡을 포함하는 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개의 뉴클레오티드와 캡을 포함하지 않는 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개의 뉴클레오티드 사이 뿐만 아니라 상이한 캡 구조(예를 들어, 캡 0, 캡 G 및 캡 1) 사이에서 용이하게 구별될 수 있는, 본 발명의 방법에 의해 달성된 높은 분해능을 고려할 때, 대조군 샘플의 사용이 꼭 필요한 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 특정 실시형태에서, 본 발명의 방법의 단계 (c)에서 수득된 샘플을 분석하기 위해 단계 (d)에서 대조군 샘플이 사용되지 않는다.between the first five nucleotides of the nucleotide sequence of a cap-containing mRNA transcript and the first five nucleotides of the nucleotide sequence of a non-cap-containing mRNA transcript, as well as between the different cap structures (e.g., cap-0, cap-G, and cap-G). 1), the use of control samples is not necessarily necessary, given the high resolution achieved by the method of the present invention, which can be easily distinguished between Accordingly, in certain embodiments of the invention, no control sample is used in step (d) to analyze the sample obtained in step (c) of the method of the invention.

mRNA 전사체의 추가 처리Further processing of mRNA transcripts

일부 실시형태에서, 본 발명의 방법은 제조 공정에 통합되고 단계 (d)의 결과는 mRNA 샘플이 채취된 IVT 반응 혼합물이 추가로 처리되는지 여부를 결정하는 데 사용된다.In some embodiments, the method of the invention is incorporated into a manufacturing process and the results of step (d) are used to determine whether the IVT reaction mixture from which the mRNA sample was taken is processed further.

"추가로 처리된다"는 것은, 반응 혼합물이 주어진 제조 공정에서 다음 단계로 이동된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 추가 처리는 예를 들어, IVT 반응 혼합물의 특정 성분들을 제거하기 위한, 정제를 포함할 수 있다. 추가 처리는 또한 예를 들어, 지질 나노입자에 캡슐화하여, mRNA 전사체를 제형화하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 추가 처리는 치료 조성물의 제조에 IVT 반응 혼합물을 사용하는 것을 포함할 수 있다.“Further processed” means that the reaction mixture is moved to the next step in a given manufacturing process. For example, further processing may include purification, for example, to remove certain components of the IVT reaction mixture. Additional processing may also include formulating the mRNA transcript, for example, by encapsulating it in lipid nanoparticles. For example, further processing may include using the IVT reaction mixture in the preparation of therapeutic compositions.

특정 실시형태에서, 추가 처리는 3' poly(A) 테일의 추가를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 대략적으로 200개의 뉴클레오티드 길이(겔 전기영동으로 결정됨)의 3' poly(A) 테일은 PolyA 폴리머라제와 함께 ATP의 첨가를 통해 통합된다. 일부 실시형태에서, poly(A) 테일의 길이는 대략 100 내지 250개의 뉴클레오티드이다. 일부 실시형태에서, poly(A) 테일의 길이는 약 50 내지 300개의 뉴클레오티드이다. 일부 실시형태에서, IVT 반응 혼합물 중 mRNA 전사체는 5' 및 3' 비번역 영역을 포함한다.In certain embodiments, further processing may include addition of a 3' poly(A) tail. In some embodiments, a 3' poly(A) tail of approximately 200 nucleotides in length (as determined by gel electrophoresis) is incorporated through the addition of ATP with PolyA polymerase. In some embodiments, the poly(A) tail is approximately 100 to 250 nucleotides in length. In some embodiments, the poly(A) tail is about 50 to 300 nucleotides in length. In some embodiments, the mRNA transcript in the IVT reaction mixture includes 5' and 3' untranslated regions.

일부 실시형태에서, 추가 처리는 추가 품질 관리 단계를 포함한다. 예를 들어, IVT 반응 혼합물은 mRNA 전사체의 다른 측면, 예를 들어 mRNA 전사체의 길이와 관련하여 분석될 수 있는 추가 mRNA 샘플을 위한 공급원으로 사용될 수 있다. 추가 처리는 mRNA 샘플의 순도를 결정하는 것을 포함할 수 있다.In some embodiments, further processing includes additional quality control steps. For example, the IVT reaction mixture can be used as a source for additional mRNA samples that can be analyzed with respect to other aspects of the mRNA transcript, such as the length of the mRNA transcript. Additional processing may include determining the purity of the mRNA sample.

전형적으로, 역치 값을 초과하는 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 양을 포함하는 것으로 결정된 IVT 반응 혼합물은 추가로 처리되는 것으로 간주된다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 80%이다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 85%이다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 90%이다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 91%이다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 92%이다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 93%이다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 94%이다. 특정 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 95%이다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 96%이다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 97%이다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 98%이다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 적어도 99%이다.Typically, IVT reaction mixtures determined to contain an amount of mRNA transcript containing Cap 1 structures exceeding a threshold value are considered for further processing. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 80% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 85% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 90% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 91% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 92% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 93% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 94% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 95% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 96% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 97% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 98% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, the mRNA transcripts comprising the Cap 1 structure are at least 99% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed.

따라서, 캡 1 이외의 캡 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 양을 포함하는 것으로 결정된 IVT 반응 혼합물은 캡 1 이외의 캡 구조가 역치 값 미만으로 존재하는 경우에만 추가로 처리되는 것으로 간주된다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 20% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 15% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 10% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 9% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 8% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 7% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 6% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 5% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 4% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 3% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 2% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 1% 이하이다.Therefore, an IVT reaction mixture determined to contain an amount of mRNA transcript containing a cap structure other than Cap 1 is considered to be processed further only if the non-Cap 1 cap structure is present below the threshold value. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 20% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 15% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 10% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 9% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 8% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 7% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 6% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 5% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 4% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 3% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure are no more than 2% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap 0 structure represent 1% or less of the sample for the IVT reaction mixture to be further processed.

일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 20% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 15% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 10% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 9% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 8% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 7% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 6% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 5% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 4% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 3% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 2% 이하이다. 일부 실시형태에서, 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체는 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 샘플의 1% 이하이다.In some embodiments, mRNA transcripts containing a cap G structure are no more than 20% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts containing a cap G structure are no more than 15% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts containing a cap G structure are no more than 10% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap G structure are no more than 9% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap G structure are no more than 8% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap G structure are no more than 7% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap G structure are no more than 6% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap G structure represent no more than 5% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap G structure are no more than 4% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap G structure are no more than 3% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap G structure are no more than 2% of the samples for the IVT reaction mixture to be further processed. In some embodiments, mRNA transcripts comprising a cap G structure represent 1% or less of the sample for the IVT reaction mixture to be further processed.

일반적으로, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체의 양을 포함하는 것으로 결정된 IVT 반응 혼합물은 양이 역치 값 미만인 경우에만 추가로 처리되는 것으로 간주된다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 20% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 15% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 10% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 9% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 8% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 7% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 6% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 5% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 4% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 3% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 2% 이하이다. 특정 실시형태에서, 캡핑되지 않은 mRNA 전사체는 추가로 처리될 ITV 반응 혼합물에 대해 샘플의 1% 이하이다.Generally, an IVT reaction mixture determined to contain an amount of uncapped mRNA transcript is considered to be processed further only if the amount is below the threshold value. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 20% of the samples for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 15% of the samples for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 10% of the samples for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 9% of the samples for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 8% of the sample for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 7% of the samples for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 6% of the sample for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 5% of the sample for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 4% of the sample for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 3% of the sample for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are no more than 2% of the sample for the ITV reaction mixture to be further processed. In certain embodiments, uncapped mRNA transcripts are less than 1% of the sample for the ITV reaction mixture to be further processed.

캡 1을 포함하는 90% 미만의 mRNA 전사체를 포함하는 것으로 결정된 IVT 반응 혼합물은 추가로 처리되지 않을 것이지만, mRNA 샘플 또는 IVT 반응 혼합물은 예를 들어 캡 1이 불충분하게 생성되는 원인을 결정하는 것과 같은 다른 목적으로 사용될 수 있다.IVT reaction mixtures determined to contain less than 90% of the mRNA transcripts containing Cap 1 will not be processed further, but mRNA samples or IVT reaction mixtures may be used to determine, for example, the cause of insufficient production of Cap 1. It can be used for other purposes such as:

키트kit

본 발명은 본 발명에 따른 진보적인 방법을 수행하는데 유용한 다양한 시약 및 물질을 포함하는 키트를 추가로 제공한다. 본원에 기재된 정량적 절차는 진단 실험실, 실험 실험실 또는 상업 실험실에서 수행될 수 있다. 본 발명은 이러한 다양한 환경에서 사용될 수 있는 키트를 제공한다.The present invention further provides kits containing various reagents and materials useful for carrying out the inventive method according to the present invention. The quantitative procedures described herein can be performed in a diagnostic laboratory, experimental laboratory, or commercial laboratory. The present invention provides a kit that can be used in these various environments.

mRNA 캡핑 효율을 검출/정량화하기 위해, 키트는 표적 mRNA 전사체의 mRNA 캡에 인접하여 특이적으로 어닐링하여, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 각각 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드, 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드, 또는 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는, 본원에 개시된 바와 같은 올리고뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 키트는 또한 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 각각 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드를 생산하기 위한 뉴클레아제; 즉, RNase H를 포함할 수 있다. 키트는 본 발명의 방법에 따른 키트를 사용하기 위한 지침을 추가로 포함할 수 있다.To detect/quantitate mRNA capping efficiency, the kit specifically anneals adjacent to the mRNA cap of the target mRNA transcript, at the second to fifth and third to sixth nucleotides of the nucleotide sequence of the oligonucleotide and mRNA transcript, respectively. , or an oligonucleotide as disclosed herein that forms an mRNA:DNA hybrid between the fourth to seventh nucleotides. The kit also includes a nuclease to produce the first 5, 6, or 7 nucleotides, respectively, of the nucleotide sequence of the mRNA transcript; That is, it may contain RNase H. The kit may further include instructions for using the kit according to the methods of the present invention.

일부 실시형태에서, 본 발명의 키트는 기준점으로 사용되는 대조군 샘플을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 키트에 포함된 대조군 샘플은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 적어도 90%를 포함하는 mRNA 샘플을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 키트에 포함된 대조군 샘플은 적절하게 5개, 6개, 또는 7개의 리보뉴클레오티드를 포함하며, 여기서 리보뉴클레오티드의 적어도 90%가 캡 1 구조를 포함한다.In some embodiments, kits of the invention may further include control samples to serve as reference points. For example, a control sample included in a kit may include an mRNA sample containing at least 90% of the mRNA transcripts containing a Cap 1 structure. In certain embodiments, the control sample included in the kit comprises 5, 6, or 7 ribonucleotides, as appropriate, wherein at least 90% of the ribonucleotides comprise a Cap 1 structure.

일부 실시형태에서, 효소적 조작 및 크로마토그래피 분리에 의해 mRNA 샘플에서 mRNA 캡핑 효율을 정량화하기 위한 물질 및 시약은 키트에 함께 조립될 수 있다. 예를 들어, 이러한 키트는 컬럼 상에 캡 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드를 분리하기 위한 시약, 크로마토그래피 컬럼, 및 본 발명의 방법에 따른 키트를 사용하기 위한 지침을 포함할 수 있다.In some embodiments, materials and reagents for quantifying mRNA capping efficiency in mRNA samples by enzymatic manipulation and chromatographic separation can be assembled together in a kit. For example, such a kit may include a reagent for separating the first 5, 6 or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of an mRNA transcript containing a cap structure on the column, a chromatographic column, and a kit according to the method of the present invention. May include instructions for use.

조성물composition

본 발명은 또한 캡 1 구조를 포함하는 시험관 내 합성된 mRNA를 포함하는 정제된 mRNA 조성물을 제공한다. 일부 실시형태에서, mRNA 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 80%를 포함한다. 일부 실시형태에서, mRNA 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 85%를 포함한다. 일부 실시형태에서, mRNA 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 90%를 포함한다. 일부 실시형태에서, mRNA 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 95%를 포함한다. 일부 실시형태에서, mRNA 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 96%를 포함한다. 일부 실시형태에서, mRNA 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 97%를 포함한다. 일부 실시형태에서, mRNA 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 98%를 포함한다. 일부 실시형태에서, mRNA 조성물은 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 적어도 99%를 포함한다. 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자는 본원에 기재된 캡핑 효율 분석에 따라 제조된다. 일부 실시형태에서, 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 분자의 백분율은 본 발명의 캡핑 효율 분석에 의해 결정된다.The invention also provides purified mRNA compositions comprising in vitro synthesized mRNA comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the mRNA composition comprises at least 80% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the mRNA composition comprises at least 85% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the mRNA composition comprises at least 90% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the mRNA composition comprises at least 95% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the mRNA composition comprises at least 96% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the mRNA composition comprises at least 97% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the mRNA composition comprises at least 98% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. In some embodiments, the mRNA composition comprises at least 99% of the mRNA molecules comprising a Cap 1 structure. mRNA molecules containing the Cap 1 structure are prepared according to the capping efficiency assay described herein. In some embodiments, the percentage of mRNA molecules comprising the Cap 1 structure is determined by the capping efficiency assay of the present invention.

일부 실시형태에서, mRNA 조성물은 지질 나노입자에 캡슐화된다. 일부 실시형태에서, mRNA 조성물은 생체 내 전달용으로 제형화된다.In some embodiments, the mRNA composition is encapsulated in lipid nanoparticles. In some embodiments, the mRNA composition is formulated for in vivo delivery.

실시예Example

실시예 1: 캡핑 효율의 분석Example 1: Analysis of capping efficiency

본 실시예는 "샘플 1" 및 "샘플 2"로 지칭되는, 2개의 상이한 시험관 내 전사(IVT) 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 캡핑 효율을 정량화하는 방법을 입증한다.This example demonstrates a method to quantify capping efficiency in mRNA samples from two different in vitro transcription (IVT) reaction mixtures, referred to as “Sample 1” and “Sample 2.”

도 3에 도시된 바와 같이, 올리고뉴클레오티드는 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하도록 mRNA 전사체에 상보적으로 설계되고 합성되었다. mRNA 전사체는 다음 5' 비번역 영역(5' UTR)을 포함하였다: GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG [서열번호 2].As shown in Figure 3, oligonucleotides were designed and synthesized to be complementary to the mRNA transcript to form an mRNA:DNA hybrid between the oligonucleotide and the second to fifth nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript. The mRNA transcript contained the following 5' untranslated region (5' UTR): GGACAGAUCGCCUGGA GACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG [SEQ ID NO: 2].

올리고뉴클레오티드의 서열은 다음과 같다: 5'-mUmCmCmAmGmGmCmGmAmUmCTGTCmC-3' (서열번호 1)(여기서, mU는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 우리딘을 나타내고; mC는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 시티딘을 나타내고; mA는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 아데닌을 나타내고; mG는 2'-O-메틸 리보스를 갖는 구아니딘을 나타내고; T는 데옥시티미딘을 나타내고; G는 데옥시구아니딘을 나타내고, C는 데옥시시티딘을 나타내고, 밑줄표시된 텍스트는 DNA 뉴클레오티드를 나타냄).The sequence of the oligonucleotide is as follows: 5'-mUmCmCmAmGmGmCmGmAmUmC TGTC mC-3' (SEQ ID NO: 1) where mU represents uridine with 2'-O-methyl ribose and mC is 2'-O-methyl represents cytidine with ribose; mA represents adenine with 2'-O-methyl ribose; mG represents guanidine with 2'-O-methyl ribose; T represents deoxythymidine; G represents represents oxyguanidine, C represents deoxycytidine, and underlined text represents DNA nucleotides).

샘플 1 및 샘플 2는 다음과 같이 2개의 별도 반응으로 처리되었다. mRNA 전사체를 포함하는 55 pmol의 mRNA 샘플을 22 μl의 총 초기 분석 부피로 올리고뉴클레오티드와 접촉시키고, 75℃에서 10분, 이후 실온에서 10분간 인큐베이션하였다. 그런 다음, mRNA 샘플을 동일한 반응 용기에서 RNase H와 접촉시켜 52 μl의 총 최종 분석 부피를 수득하였다. 반응을 37℃에서 40분간 진행시켰다. RNase H는 DNA:RNA 혼성체의 영역에서 mRNA를 절단하여, mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개의 5' 뉴클레오티드를 방출하였다.Sample 1 and Sample 2 were processed as two separate reactions as follows. 55 pmol of mRNA samples containing mRNA transcripts were contacted with oligonucleotides in a total initial assay volume of 22 μl and incubated for 10 minutes at 75°C and then for 10 minutes at room temperature. The mRNA samples were then contacted with RNase H in the same reaction vessel to obtain a total final assay volume of 52 μl. The reaction proceeded at 37°C for 40 minutes. RNase H cleaves the mRNA at the region of the DNA:RNA hybrid, releasing the first five 5' nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript.

임의의 정제 없이, RNase H-절단된 mRNA 샘플을 50℃에서 유지된 InfinityLab C18 2.1 x 100 mm 컬럼과 함께 UHPLC-QTOF 시스템(Agilent) 상에 로딩하여, mRNA 샘플내에 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 부분을 결정하였다. 0.5 ml/분의 유속을 사용하여, 이동상 A(100 mM HFIP, 8.6 mM 트리메틸아민, pH 8.3)으로부터 이동상 B(100% 메탄올)로의 10분간 1 내지 16% 구배를 수행한 다음, 1.5분간 50% 이동상 B를 수행하였다. 용출액은 13 L/분 350℃ 건조 가스 흐름, 10 psi 네불라이저 압력 및 3750 V의 모세관 전압을 사용하여 QTOF 분광법으로 직접 분석하였다. 분석은 다음 스캔 범위 400 내지 3200 m/z에 걸쳐 음성 이온 모드로 수행하였다.Without any purification, RNase H-digested mRNA samples were loaded onto a UHPLC-QTOF system (Agilent) with an InfinityLab C18 2.1 The parts of the carcass were determined. Using a flow rate of 0.5 ml/min, perform a 1 to 16% gradient from mobile phase A (100 mM HFIP, 8.6 mM trimethylamine, pH 8.3) to mobile phase B (100% methanol) over 10 min, followed by 50% for 1.5 min. Mobile phase B was performed. The eluate was analyzed directly by QTOF spectroscopy using 13 L/min 350°C dry gas flow, 10 psi nebulizer pressure, and capillary voltage of 3750 V. Analysis was performed in negative ion mode over the following scan range 400 to 3200 m/z.

샘플 1 및 샘플 2에 대한 결과 크로마토그램은 각각 도 4b 및 도 4c에 도시되어 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 샘플 1에 대한 크로마토그램은 식별가능한 4개의 피크를 나타냈다. 이들은 표시된 대로 캡핑되지 않은 뉴클레오티드 및 캡 0, 캡 G 및 캡 1을 갖는 뉴클레오티드로 지정될 수 있었다. 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 부분이 90% 미만이므로, 샘플 1은 추가로 처리되지 않았다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 샘플 2에 대한 크로마토그램은 캡 1에 상응하는 주요 피크를 나타냈다. 캡핑되지 않은 뉴클레오티드에 대한 캡 1의 상대적 풍부도는 관련 크로마토그래피 피크의 자동화된 통합을 통해 결정하였다. 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 부분은 95%로 결정되었으므로, 추가 처리를 위해 샘플 2를 취하였다.The resulting chromatograms for Sample 1 and Sample 2 are shown in Figures 4B and 4C, respectively. As shown in Figure 4B, the chromatogram for sample 1 showed four identifiable peaks. These could be designated as uncapped nucleotides and nucleotides with cap 0, cap G, and cap 1 as indicated. Sample 1 was not processed further because the portion of the mRNA transcript containing the Cap 1 structure was less than 90%. As shown in Figure 4C, the chromatogram for Sample 2 showed a major peak corresponding to Cap 1. The relative abundance of Cap 1 relative to uncapped nucleotides was determined through automated integration of relevant chromatographic peaks. The fraction of mRNA transcripts containing cap 1 structures was determined to be 95%, so sample 2 was taken for further processing.

SEQUENCE LISTING <110> Translate Bio, Inc. <120> Assay for quantitative assessment of mRNA capping efficiency <130> MRT-2241WO <140> PCT/USxx/xxxxxx <141> 2022-06-03 <150> 63/197106 <151> 2021-06-04 <160> 27 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <220> <221> modified_base <222> (1)..(1) <223> um <220> <221> modified_base <222> (2)..(2) <223> cm <220> <221> modified_base <222> (3)..(3) <223> cm <220> <221> modified_base <222> (4)..(4) <223> am <220> <221> modified_base <222> (5)..(5) <223> gm <220> <221> modified_base <222> (6)..(6) <223> gm <220> <221> modified_base <222> (7)..(7) <223> cm <220> <221> modified_base <222> (8)..(8) <223> gm <220> <221> modified_base <222> (9)..(9) <223> am <220> <221> modified_base <222> (10)..(10) <223> um <220> <221> modified_base <222> (11)..(11) <223> cm <220> <221> modified_base <222> (16)..(16) <223> cm <400> 1 uccaggcgau ctgtcc 16 <210> 2 <211> 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modified_base <222> (3)..(3) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (4)..(4) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (5)..(5) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (6)..(6) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (7)..(7) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (8)..(8) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (9)..(9) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (10)..(10) <223>um <220> <221> modified_base <222> (11)..(11) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (16)..(16) <223>cm <400> 1 uccaggcgau ctgtcc 16 <210> 2 <211> 140 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5'-UTR <400> 2 ggacagaucg ccuggagacg ccauccacgc uguuuugacc uccauagaag acaccgggac 60 cgauccagcc uccgcggccg ggaacggugc auuggaacgc ggauuccccg ugccaagagu 120 gacucaccgu ccuugacacg 140 <210> 3 <211> 140 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5'-UTR <400> 3 agacagaucg ccuggagacg ccauccacgc uguuuugacc uccauagaag acaccgggac 60 cgauccagcc uccgcggccg ggaacggugc auuggaacgc ggauuccccg ugccaagagu 120 gacucaccgu ccuugacacg 140 <210> 4 <211> 54 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5'-UTR <400> 4 gagaauaaac uaguauucuu cuggucccca cagacucaga gagaacccgc cacc 54 <210> 5 <211> 47 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5'-UTR <400> 5 gggaaauaag agagaaaaga agaguaagaa gaaaauauaag agccacc 47 <210> 6 <211> 14 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5'-UTR <400> 6 ggagaaagcu uacc 14 <210> 7 <211> 57 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5'-UTR <400> 7 gggaaauaag agagaaaaga agaguaagaa gaaaauuaag accccggcgc cgccacc 57 <210> 8 <211> 49 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5'-UTR <400> 8 agggucaaga uuagagaacg gucguagcau uaucggaggu ucugccacc 49 <210> 9 <211> 48 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5'-UTR <400> 9 gggucaagau uagagaacgg ucguagcauu aucggagguu cugccacc 48 <210> 10 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <400> 10 uccaggcgau ctgtcc 16 <210> 11 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <400> 11 uucucucuua uttccc 16 <210> 12 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <400> 12 cuuuucucuc uuauttccc 19 <210> 13 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <400> 13 cagaagaaua ctagtu 16 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <400> 14 ggaccagaag aauactagtu 20 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <400> 15 cguucucuaa ucuugacccu 20 <210> 16 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <400> 16 cucuaaucuu gacccu 16 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <400> 17 ccguucucua 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and RNA nucleotides <220> <221> modified_base <222> (1)..(1) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (2)..(2) <223>um <220> <221> modified_base <222> (3)..(3) <223>um <220> <221> modified_base <222> (4)..(4) <223>um <220> <221> modified_base <222> (5)..(5) <223>um <220> <221> modified_base <222> (6)..(6) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (7)..(7) <223>um <220> <221> modified_base <222> (8)..(8) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (9)..(9) <223>um <220> <221> modified_base <222> (10)..(10) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (11)..(11) <223>um <220> <221> modified_base <222> (12)..(12) <223>um <220> <221> modified_base <222> (13)..(13) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (14)..(14) <223>um <220> <221> modified_base <222> (19)..(19) <223>cm <400> 20 cuuuucucuc uuauttccc 19 <210> 21 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <220> <221> modified_base <222> (1)..(1) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (2)..(2) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (3)..(3) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (4)..(4) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (5)..(5) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (6)..(6) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (7)..(7) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (8)..(8) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (9)..(9) <223>um <220> <221> modified_base <222> (10)..(10) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (11)..(11) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (16)..(16) <223>um <400> 21 cagaagaaua ctagtu 16 <210> 22 <211> 47 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5'-UTR <400> 22 aacuaguauu cuucuggucc ccacagacuc agagagaacc cgccacc 47 <210> 23 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <220> <221> modified_base <222> (1)..(1) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (2)..(2) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (3)..(3) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (4)..(4) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (5)..(5) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (6)..(6) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (7)..(7) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (8)..(8) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (9)..(9) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (10)..(10) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (11)..(11) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (12)..(12) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (13)..(13) <223>um <220> <221> modified_base <222> (14)..(14) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (15)..(15) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (20)..(20) <223>um <400> 23 ggaccagaag aauactagtu 20 <210> 24 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <220> <221> modified_base <222> (1)..(1) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (2)..(2) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (3)..(3) <223>um <220> <221> modified_base <222> (4)..(4) <223>um <220> <221> modified_base <222> (5)..(5) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (6)..(6) <223>um <220> <221> modified_base <222> (7)..(7) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (8)..(8) <223>um <220> <221> modified_base <222> (9)..(9) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (10)..(10) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (11)..(11) <223>um <220> <221> modified_base <222> (12)..(12) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (13)..(13) <223>um <220> <221> modified_base <222> (14)..(14) <223>um <220> <221> modified_base <222> (15)..(15) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (20)..(20) <223>um <400> 24 cguucucuaa ucuugacccu 20 <210> 25 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <220> <221> modified_base <222> (1)..(1) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (2)..(2) <223>um <220> <221> modified_base <222> (3)..(3) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (4)..(4) <223>um <220> <221> modified_base <222> (5)..(5) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (6)..(6) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (7)..(7) <223>um <220> <221> modified_base <222> (8)..(8) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (9)..(9) <223>um <220> <221> modified_base <222> (10)..(10) <223>um <220> <221> modified_base <222> (11)..(11) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (16)..(16) <223>um <400> 25 cucuaaucuu gacccu 16 <210> 26 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <220> <221> modified_base <222> (1)..(1) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (2)..(2) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (3)..(3) <223>gm <220> <221> modified_base <222> (4)..(4) <223>um <220> <221> modified_base <222> (5)..(5) <223>um <220> <221> modified_base <222> (6)..(6) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (7)..(7) <223>um <220> <221> modified_base <222> (8)..(8) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (9)..(9) <223>um <220> <221> modified_base <222> (10)..(10) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (11)..(11) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (12)..(12) <223>um <220> <221> modified_base <222> (13)..(13) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (14)..(14) <223>um <220> <221> modified_base <222> (15)..(15) <223>um <220> <221> modified_base <222> (20)..(20) <223>cm <400> 26 ccguucucua aucuugaccc 20 <210> 27 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oligonucleotide containing DNA and RNA nucleotides <220> <221> modified_base <222> (1)..(1) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (2)..(2) <223>um <220> <221> modified_base <222> (3)..(3) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (4)..(4) <223>um <220> <221> modified_base <222> (5)..(5) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (6)..(6) <223> a.m. <220> <221> modified_base <222> (7)..(7) <223>um <220> <221> modified_base <222> (8)..(8) <223>cm <220> <221> modified_base <222> (9)..(9) <223>um <220> <221> modified_base <222> (10)..(10) <223>um <220> <221> modified_base <222> (15)..(15) <223>cm <400> 27 cucuaaucuu gaccc 15

Claims (25)

시험관 내 전사(IVT) 반응 혼합물로부터의 mRNA 샘플에서 캡핑 효율을 정량화하는 방법으로서,
(a) mRNA 샘플을 제공하는 단계로서, 상기 mRNA 샘플이 캡 유무에 관계없이 뉴클레오티드 서열을 포함하는 복수의 mRNA 전사체를 함유하고, mRNA 전사체의 제1 부분이 뉴클레오티드 서열의 제1 뉴클레오티드의 5' 말단에 캡 1 구조를 포함하는, 단계;
(b) mRNA 샘플을 mRNA 전사체에 상보적인 올리고뉴클레오티드와 접촉시켜, 올리고뉴클레오티드와 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 (i) 두번째 내지 다섯번째 뉴클레오티드, (ii) 세번째 내지 여섯번째 뉴클레오티드, 또는 (iii) 네번째 내지 일곱번째 뉴클레오티드 사이에 mRNA:DNA 혼성체를 형성하는 단계;
(c) 단계 (b)에서 수득된 샘플을 RNase H와 접촉시켜, mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 각각 (i) 처음 5개의 뉴클레오티드, (ii) 처음 6개의 뉴클레오티드, 또는 (iii) 처음 7개의 뉴클레오티드를 방출시키는 단계; 및
(d) 단계 (c)에서 수득된 샘플을 분석하여, mRNA 샘플에서 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 제1 부분을 결정하는 단계
를 포함하고,
단계 (a) 내지 (c)는 동일한 분석 용기에서 서로 연속적으로 진행되는, 방법.
A method for quantifying capping efficiency in an mRNA sample from an in vitro transcription (IVT) reaction mixture, comprising:
(a) providing an mRNA sample, wherein the mRNA sample contains a plurality of mRNA transcripts comprising a nucleotide sequence with or without a cap, and wherein the first portion of the mRNA transcript is 5 of the first nucleotide of the nucleotide sequence. 'comprising a cap 1 structure at the end;
(b) contacting the mRNA sample with an oligonucleotide complementary to the mRNA transcript, such that the oligonucleotide and the nucleotide sequence of the mRNA transcript contain (i) the second to fifth nucleotides, (ii) the third to sixth nucleotides, or (iii) forming an mRNA:DNA hybrid between the fourth to seventh nucleotides;
(c) contacting the sample obtained in step (b) with RNase H to alter each of (i) the first 5 nucleotides, (ii) the first 6 nucleotides, or (iii) the first 7 nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript. releasing; and
(d) analyzing the sample obtained in step (c) to determine the first portion of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure in the mRNA sample.
Including,
Steps (a) to (c) proceed sequentially with each other in the same analytical vessel.
제1항에 있어서,
단계들 (b) 내지 (d)는 자동화 시스템에 의해 수행되는, 방법.
According to paragraph 1,
Steps (b) to (d) are performed by an automated system.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 분석은 캡의 메틸화 상태를 추가로 결정할 수 있는, 방법.
According to claim 1 or 2,
The method of claim 1, wherein the analysis can further determine the methylation status of the cap.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캡은 전사 후 효소적으로 첨가되었던, 방법.
According to any one of claims 1 to 3,
The method of claim 1, wherein the cap was added enzymatically after transcription.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캡은 공동-전사적으로 mRNA에 첨가되었던, 방법.
According to any one of claims 1 to 3,
The method of claim 1, wherein the cap was co-transcriptionally added to the mRNA.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 올리고뉴클레오티드는 다음 식으로 표시되고:
5'-[R]n[D]4[R]1-3'
(여기서, 각각의 R은 RNA 뉴클레오티드이고, 각각의 D는 DNA 뉴클레오티드이고, 여기서 n은 10 내지 20임),
올리고뉴클레오티드는 약 40% 내지 약 60%의 GC 함량을 갖고, mRNA:DNA 혼성체는 약 50℃ 내지 약 60℃의 용융 온도를 갖는, 방법.
According to any one of claims 1 to 5,
The oligonucleotide is represented by the formula:
5'-[R] n [D] 4 [R] 1 -3'
(wherein each R is an RNA nucleotide and each D is a DNA nucleotide, where n is 10 to 20),
The method of claim 1, wherein the oligonucleotide has a GC content of about 40% to about 60%, and the mRNA:DNA hybrid has a melting temperature of about 50°C to about 60°C.
제6항에 있어서,
각각의 RNA 뉴클레오티드는 2'-O-메틸 리보스를 포함하는, 올리고뉴클레오티드.
According to clause 6,
An oligonucleotide, wherein each RNA nucleotide contains 2'-O-methyl ribose.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (a)에 제공된 mRNA 샘플에서 시험관 내 전사된 100 pmol 이하의 mRNA의 입력을 필요로 하는, 방법.
According to any one of claims 1 to 7,
A method that requires input of no more than 100 pmol of in vitro transcribed mRNA in the mRNA sample provided in step (a).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
100 μl 이하의 총 분석 부피를 필요로 하는, 방법.
According to any one of claims 1 to 8,
Method, requiring a total analysis volume of less than 100 μl.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (b) 내지 (c)는 90분 이내에 수행되는, 방법.
According to any one of claims 1 to 9,
Steps (b) to (c) are performed within 90 minutes.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (d)의 분석이 단계 (c)에서 방출된 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드를 분리하여, 캡의 존재 유무를 결정하는 HPLC를 포함하는, 방법.
According to any one of claims 1 to 10,
A method, wherein the analysis of step (d) comprises HPLC to isolate the first 5, 6 or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript released in step (c) to determine the presence or absence of a cap.
제11항에 있어서,
HPLC는 UHPLC인, 방법.
According to clause 11,
HPLC is UHPLC, method.
제11항 또는 제12항에 있어서,
단계 (d)의 분석은 캡 1 구조를 포함하는, 단계 (c)에서 방출된 mRNA 전사체의 뉴클레오티드 서열의 처음 5개, 6개 또는 7개의 뉴클레오티드를 확인하기 위한 질량 분석법(MS)을 추가로 포함하는, 방법.
According to claim 11 or 12,
The analysis in step (d) further includes mass spectrometry (MS) to identify the first 5, 6, or 7 nucleotides of the nucleotide sequence of the mRNA transcript released in step (c), including the Cap 1 structure. Including, method.
제12항에 있어서,
단계 (d)의 분석이 액체 크로마토그래피-질량 분석법(LC-MS)을 포함하는, 방법.
According to clause 12,
The method of claim 1, wherein the analysis in step (d) comprises liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS).
제13항 또는 제14항에 있어서,
단계 (d)에 따른 MS 또는 LC-MS에 의한 샘플 분석은 200 내지 6000 m/z의 스캔 범위에 걸친 분석을 포함하는, 방법.
According to claim 13 or 14,
The method of claim 1, wherein analyzing the sample by MS or LC-MS according to step (d) comprises analysis over a scan range of 200 to 6000 m/z.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (a)에 제공된 mRNA 샘플은 캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 두번째 부분을 포함하는, 방법.
According to any one of claims 1 to 15,
The method of claim 1, wherein the mRNA sample provided in step (a) comprises a second portion of the mRNA transcript that includes a cap 0 structure.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (a)에 제공된 mRNA 샘플은 캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 세번째 부분을 포함하는, 방법.
According to any one of claims 1 to 16,
The method of claim 1, wherein the mRNA sample provided in step (a) comprises a third portion of the mRNA transcript that includes a cap G structure.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 첫번째 부분은 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 적어도 90%인, 방법.
According to any one of claims 1 to 17,
The method of claim 1, wherein the first portion of the mRNA transcript comprising the Cap 1 structure is at least 90% of the IVT reaction mixture to be further processed.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
캡 0 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 두번째 부분은 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 10% 이하인, 방법.
According to any one of claims 1 to 18,
The method of claim 1, wherein the second portion of the mRNA transcript comprising the cap 0 structure is no more than 10% of the IVT reaction mixture to be further processed.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
캡 G 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 세번째 부분은 추가로 처리될 IVT 반응 혼합물에 대해 10% 이하인, 방법.
According to any one of claims 1 to 19,
The third portion of the mRNA transcript comprising the cap G structure is no more than 10% of the IVT reaction mixture to be further processed.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추가 처리는 IVT 반응 혼합물로부터의 mRNA 전사체의 정제 및/또는 캡슐화를 포함하는, 방법.
According to any one of claims 18 to 20,
The method of claim 1, wherein the further processing comprises purification and/or encapsulation of mRNA transcripts from the IVT reaction mixture.
치료 mRNA의 제조 방법으로서, 상기 방법은
(i) 시험관 내 전사(IVT) 반응 혼합물을 사용하여 치료 mRNA를 합성하는 단계;
(ii) 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 방법을 사용하여 시험관 내 전사(IVT) 반응 혼합물로부터 mRNA 샘플을 분석하는 단계; 및
(iii) mRNA의 캡 1 구조를 포함하는 mRNA 전사체의 첫번째 부분이 적어도 90%인 경우 mRNA를 추가로 처리하는 단계
를 포함하는, 방법.
A method for producing therapeutic mRNA, said method comprising:
(i) synthesizing therapeutic mRNA using an in vitro transcription (IVT) reaction mixture;
(ii) analyzing the mRNA sample from the in vitro transcription (IVT) reaction mixture using the method of any one of claims 1 to 15; and
(iii) further processing the mRNA if the first portion of the mRNA transcript contains at least 90% of the Cap 1 structure of the mRNA.
Method, including.
제22항에 있어서,
추가 처리는 단계 (i)에서 합성된 치료 mRNA의 정제를 포함하는, 방법.
According to clause 22,
Wherein further processing includes purification of the therapeutic mRNA synthesized in step (i).
제22항 또는 제23항에 있어서,
추가 처리는 단계 (i)에서 합성된 치료 mRNA를 제형화하는 것을 포함하는, 방법.
According to claim 22 or 23,
The method of claim 1, wherein further processing comprises formulating the therapeutic mRNA synthesized in step (i).
제24항에 있어서,
제형화는 지질 나노입자의 mRNA를 캡슐화하는 것을 포함하는, 방법.
According to clause 24,
The method of claim 1, wherein formulating comprises encapsulating the mRNA in lipid nanoparticles.
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